Les onduleurs pour panneaux solaires photovoltaïques

L’onduleur est la pièce maîtresse d’une installation photovoltaïque raccordée au réseau. Il transforme le courant continu issu des panneaux solaires (12 ou 48 V) en courant alternatif utilisable par le réseau (220 V). Il optimise également la puissance des modules, assure l’interface avec l’utilisateur et gère un éventuel parc de batteries. Conseils Thermiques vous explique en détails le rôle de l’onduleur, ses limites et les différentes technologies existantes.

onduleur pour panneaux solaires photovoltaïques


L’onduleur, le lien avec le réseau

La première fonction de l’onduleur est d'établir la connexion entre le réseau électrique et l’installation photovoltaïque en toute sécurité. Avant d’établir la connexion, l’onduleur s’assure que les 2 réseaux fonctionnent correctement. Il transforme ensuite le courant continu issu des panneaux solaires photovoltaïques en courant alternatif, directement utilisable par les appareils domestiques :

fonctionnement onduleur photovoltaique

Cette première fonction peut sembler anodine mais permet en fait de répondre à des questions très concrètes :

Où va ma production d’électricité ? Dans le cas où la production est supérieure à la consommation, deux cas de figure peuvent se produire. Soit l’onduleur injecte le surplus sur le réseau qui ira directement chez vos voisins. Soit l’onduleur bride la production de façon à ce qu’il n’y ait pas de surplus. Cela requiert un dispositif supplémentaire dit « zéro injection ».

Puis-je produire mon électricité s’il y a une panne sur le réseau ? Non ! En effet, l’onduleur ne se connecte au réseau que si celui-ci est en mesure de recevoir la production électrique. Si l’installation ne possède pas de batteries ni de fonction « secours » comme c’est quasiment toujours le cas, il n’y aura aucune production. C'est en fait une mesure de sécurité. Si le réseau est défaillant, l'onduleur coupe la production pour ne pas blesser un technicien qui interviendrait sur la ligne. De même, si les panneaux sont défaillants, la production est stoppée pour protéger l'utilisateur.

installation photovoltaique toiture

Mes panneaux produisent-ils la nuit ? Les panneaux solaires peuvent capter la lumière du soleil réfléchie par la lune mais comme la production est trop faible, l’onduleur ne se couple pas avec le réseau. Une installation photovoltaïque est donc déconnectée du réseau le soir, jusqu’au lever du soleil.

L’onduleur, à la recherche de la performance

La seconde fonction de l’onduleur est d’exploiter la puissance maximale de l’installation photovoltaïque. En effet, la production des panneaux solaires varie en permanence en fonction des aléas climatiques : éclairement et températures des cellules. L’onduleur calcule donc toujours ce que l’on appelle le « MPP » ou « Maximum Power Point ». Il s’agit simplement de trouver le meilleur couple « tension/intensité » pour délivrer la plus forte puissance :

role onduleur photovoltaique

L’onduleur à la recherche de la meilleure performance (Image : Dekloo)

De ce fait, un onduleur est souvent sous-dimensionné par rapport à la puissance crête des panneaux. Par exemple, une installation de 3 000 Wc sera souvent pilotée par un onduleur de 2 500 W. Cela s’explique car les panneaux solaires ne produisent que très rarement à leur puissance maximale. Il vaut donc mieux optimiser l’onduleur pour qu’il soit le plus performant possible pour la plage de puissance réelle des panneaux (fenêtre de calculs du MPP limitée).

Si jamais la production dépasse la capacité de l’onduleur, celle-ci est bridée, on dit que l’onduleur « écrête ». Mais cela ne se produit que très ponctuellement dans l’année. Un jour où il fait très beau et très froid par exemple. L'onduleur pourra toujours exploiter la plupart de la production car seul le surplus est bridé.

onduleur photovoltaique sma

Cela trouve aussi une justification économique car un onduleur moins puissant est aussi moins cher. Cela n’est pas négligeable puisqu'avec l’effondrement du coût des panneaux photovoltaïques, l’onduleur occupe une place importante dans le budget d’une installation. Aussi, la puissance maximale de l’installation tend à diminuer au fil des ans (autour de 0.5% par an), cela va aussi dans le sens d’un dimensionnement au plus juste de l’onduleur.

Onduleur central ou micro-onduleur ?

On distingue principalement 3 types d’onduleurs :

Les onduleurs de chaîne ou « string » : Comme leur nom l’indique, ils pilotent une « corde » ou une série de panneaux solaires. Ce type d’onduleur est bien adapté pour un champ de panneaux présentant les mêmes contraintes (même inclinaison, même orientation). Ainsi, chaque élément de la série a une production comparable. A noter que l'on trouve aussi des onduleurs de chaîne dotés de deux MPPT. Ils sont alors adaptés pour deux champs photovoltaïques avec des orientations différentes : est/ouest par exemple.

onduleur de chaine pour panneaux solaires photovoltaïques

Un onduleur de chaine est facilement accessible pour la maintenance. Réalisation : NR électricité (16)

L’onduleur central doit être installé dans un local ventilé et à proximité des panneaux pour limiter les pertes de charge. L’inconvénient vient du fait que si un panneau de la série est défectueux, toute la production s’arrête. On peut citer les marques SMA ou Fronius par exemple.

Les micro-onduleurs : Ces « petits » onduleurs se fixent derrière chaque panneau. Il peut y en avoir 1 par module ou 1 pour deux panneaux. L’intérêt est de brancher les panneaux en parallèle et de pouvoir s’adapter à des contraintes différentes : 1 micro-onduleur pour 2 panneaux à l’est puis 1 autre pour 2 modules au sud par exemple. La pose est souvent plus facile pour les petites installations en autoconsommation mais cela présente un léger surcoût de l'ordre de 20%. La maintenance est plus délicate car il faut se rendre au niveau des panneaux, et donc potentiellement sur le toit, à la différence d’un onduleur string. On peut citer les marques Enphase ou AP systems par exemple.

Micro onduleur pour panneaux solaires photovoltaïques

Les onduleurs mixtes : On trouve également des « onduleurs avec optimiseurs » qui sont à mi-chemin entre un onduleur central et un micro-onduleur.

Onduleur avec optimiseur pour panneaux solaires photovoltaïques

Il s’agit en fait d’un onduleur central avec un calculateur de puissance spécifique à chaque panneau (surcoût d’environ 10%). Cela permet un suivi sur-mesure de chaque panneau. Retenons par exemple la marque Solaredge.

L’onduleur au rapport !

L’onduleur assure aussi une fonction de monitoring, c’est-à-dire de contrôle de la production photovoltaïque en temps réel. Pour les onduleurs de chaîne, cette fonction est la plupart du temps proposée de série et incluse dans le prix de l’onduleur. Le fabricant propose souvent gratuitement un espace de stockage sur son serveur qui enregistre les performances des panneaux solaires sur 20 ans. Pour les micro-onduleurs, il faut ajouter une passerelle de communication (entre 70 et 300€). En pratique, une belle parabole traduit un temps ensoleillé tandis qu’une courbe en « dents de scie » témoigne d’une couverture nuageuse. Exemple avec une installation de 3 kWc installée plein sud en décembre puis en mars :

monitoring onduleur photovoltaique

Un suivi régulier permet donc d’évaluer sa production mais surtout de détecter d’éventuels dysfonctionnements pour cibler une maintenance éventuelle : panneau défectueux ou sale, masque solaire à certaines heures, onduleur en fin de vie.

A noter que dans certains cas, l'onduleur est aussi capable de piloter la production en dirigeant le surplus vers un chauffe-eau électrique par exemple. Cela en fait un outil très efficace pour améliorer significativement le taux d'autoconsommation.

Onduleur et parc de batteries

L'onduleur a enfin un rôle dans la gestion d'un parc de batteries. Ces installations ne sont pas forcément rentables pour le moment mais l'offre se développe rapidement et on peut supposer qu'à termes, elles deviennent un standard pour l'autoconsommation. Aussi, vous trouverez peut-être les appellations « onduleur hybride » ou « onduleur intelligent » lors de vos recherches. Ces onduleurs photovoltaïques fonctionnent avec un parc de batteries. Ils ont pour but de synchroniser la production solaire (plutôt en journée) avec la consommation d'électricité (qui survient plutôt le soir et le matin). Par exemple, si l'installation produit de l'électricité et qu'il y a des consommations, l'onduleur va en priorité alimenter les appareils consommateurs plutôt que de charger les batteries afin d'éviter des pertes de rendement. A l'inverse, s'il y a du surplus, il servira à recharger les batteries plutôt que d'être envoyé sur le réseau public.

onduleur photovoltaique hybride

Attention cependant, une installation « avec stockage » n'est pas obligatoirement une installation « indépendante du réseau ». Si vous souhaitez que vos panneaux continuent de produire alors qu'il y a une défaillance sur le réseau électrique, il faut opter pour un onduleur avec une fonction « alimentation de secours » ou « back-up ». Elle permet de conserver un secours sur des usages préalablement sélectionnés. On peut penser à des fonctions pratiques comme l'éclairage, les volets roulants ou le réfrigérateur.

Critères d’achat d’un onduleur pour panneaux solaires

Outre la technologie, voici les critères à prendre en compte dans le choix de votre onduleur.

Durée de vie et garantie : La durée de vie statistique d’un onduleur est donnée pour 10 ans. La garantie des produits varie de 5 ans pour un onduleur string à 20 ans pour un micro-onduleur, à condition toutefois d'investir dans la supervision du fabricant. Dans le premier cas, une extension de garantie est possible moyennant finance. Pour un petit onduleur résidentiel (2500 W), on se situe autour de 200€ (10 ans), 350€ (15 ans) et 500€ (20 ans). Cela signifie concrètement que l’on vous change votre onduleur s’il tombe en panne avant ce délai. Dans tous les cas, cette extension fait l’objet d’un contrat avec le fabricant et ne peut se résumer à une ligne sur le devis.

Rendement : Il faut se fier au rendement « européen » qui prend en compte le fonctionnement réel de l’onduleur et pas uniquement au rendement « maximal ». Les rendements atteignent aujourd’hui autour de 96-98%.

installation panneau solaire micro onduleur

Dimensionnement : Il appartient à votre installateur de choisir et de dimensionner l’onduleur. Il pourra vous expliciter son choix à travers les caractéristiques suivantes :


CritèreObservation
Puissance
nominale
Généralement sous-dimensionnée par rapport à la puissance de l’installation
(facteur théorique de 0.8 à 1). Exemple, pour une installation de 3 kWc,
un onduleur entre 2 400 et 3 000 W sera étudié.
Tension
max
La somme des tensions maxi des modules doit être inférieure
à la tension maximale de l’onduleur sous peine de destruction pure et simple.
Cela peut se produire en mi-saison quand il fait froid et beau
en cas de mauvais dimensionnement.
Intensité
max
Si plusieurs cordes de panneaux sont branchées en parallèle. La somme de l'intensité
de chaque string ne doit pas dépasser l'intensité maximale de l'onduleur.
La production serait alors bridée.
Optimisation
de la plage MPPT
Plage « Maximal Power Point Tracker », pour tirer le plus de puissance possible
des panneaux solaires, même dans de mauvaises conditions.

Prix d’un onduleur pour panneaux solaires photovoltaïques

Le prix d’un onduleur string se situe autour de 0,4€ par Wc. Un onduleur de 2 500 W coûtera donc autour de 1 000€. Pour un micro-onduleur, on peut tabler sur 130€ par panneau.

Pour une installation entière par un professionnel, il faut compter entre 2 et 3€ du Wc soit entre 6 000 et 9 000€ pour une installation de 3 kWc. Pour obtenir le meilleur prix, il convient de mettre en concurrence différents installateurs et d’étudier plusieurs solutions techniques.

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En réalisant soi-même l’installation, on se situe plus entre 0.8 et 1.5€ du Wc :

Les panneaux solaires en vidéo




Conclusion : A quoi sert un onduleur pour panneaux photovoltaïques ?

L’onduleur est donc la pièce maîtresse d’une installation photovoltaïque raccordée au réseau. Il permet à la fois de sécuriser l’installation, d’optimiser la production, de déceler d’éventuels dysfonctionnements et de gérer un parc de batteries. C’est aussi le maillon faible de la chaîne avec une durée de vie statistique de 10 ans. Il faudra étudier la rentabilité d’une extension de garantie à 20 ans.

Pour en savoir plus, consultez notre article dédié plus spécifiquement à la technologie des panneaux photovoltaïques et à l’autoconsommation qui utilise le monitoring pour faire correspondre au mieux la production d’électricité avec la consommation. Notre guide général sur le solaire photovoltaïque pourrait aussi vous intéresser.

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#33 - Xavier (admin) - 12 Janvier 2024

Bonjour Pierrot,

Votre micro-onduleur intègre déjà des calculateurs MPPT pour chacun des panneaux donc vous n'avez pas besoin d'un autre optimiseur.

A bientôt

#32 - Pierrot - 31 Décembre 2023

Bonjour je voudrais savoir si je peux mettre un optimiseur de puissance ou 2 vers un micro Onduleur de730w MPPT ds3l merci de votre réponse cdlt

#31 - Amandine - 08 Novembre 2023

Bonjour,

Pouvez-vous me dire svp si la proposition à 13500€ TTC pour 6KWc qui m'a été faite tien la route:
Maison de 130 m2 de 2009, tout électrique avec pan de toiture ardoise naturelle à 45° orientée plein sud sans masque solaire.
Projet d'ajouter un poêle à bois ou à pellet en parallèle.

- 16 Modules RECOM full black 375 Wc mono cristallin - cellules PERC
IEC 61215 - IEC 61730 - IEC 61701 - IEC 62716
Garantie production à 25 ans à 84.8%
Garantie produit 25 ans
Dimensions : 1750 x 1040 x 35 mm - 20kg
Assemblé et concu en France (lannion, Bretagne)

- 16 Optimiseurs SolarEdge S440
garantie 25 ans

- 1 Onduleur SolarEdge 6 KVA HD-Wave Monophasé
Poids : 11.5 Kg
Garantie 25 ans

ou en remplacement de l'onduleur central et des optimiseurs:

- 16 Micro-Onduleur ENPHASE IQ8+
garantie 25 ans

Passerelle de communication Envoy-S M
(Une liaison a la box internet est obligatoire, soit en RJ45 ou prise CPL)
Structure de pose pour toiture ARDOISE (EST/OUEST)
Coffret AC monophasé
Parafoudre AC
Sectionneur 25A/600V AC
Disjoncteur différentiel 25A/30mA
Câbles AC 3G 6 mm2
Câbles RJ45 (20m) pour raccordement de la passerelle de
communication
Goulottes

Qu'en pensez-vous ? J'ai une petite préférence pour 16 optimiseurs et 1 onduleur central mais au même prix, je peux aussi avoir 16 micro-onduleurs...
- Quel choix entre les deux vous parait le meilleur ?
- Le matériel cité est-il bon de votre point de vue ?

Pouvez-vous également me dire svp si ces affirmations dans le cas précis sont bien vrai:
- Si l’optimiseur est défectueux le panneau produira toujours son rendement initial.
-Si de l’ombrage est porté sur l’un des panneaux photovoltaïques celui-ci continuera toujours à produire sur la partie éclairée.
L’ensemble des panneaux photovoltaïques du switch continuera à produire malgré les ombres porter sur l’un ou plusieurs des modules.
- L’onduleur solaredge peut atteindre 150% de sa capacité.

Et enfin avec vous des conseils ou préconisations à donner concernant:
- l'installation d'un conduit de poêle à bois ou pellet par rapport aux panneaux (salissure). J'ai déjà prévu de mettre le conduit au faîtage de manière à ce qu'il n'y ai pas d'ombre portée (ou vraiment en fin de soirée).
- vis à vis de velux, est-ce important de faire attention à quelque chose en particulier?
- une Demande préalable en site patrimonial inscrit (pas classé) aux abord d'un cours d'eau sans co-visibilité + installation des PV côté jardin et non côté rue. Y-a-t-il un article de loi sur le climat qui peut permettre de contourner la pose en intégration plutôt qu'en surimposition svp ?

Un grand merci par avance!
Dsl pour la longueur de la question...
Bien cordialement,
Amandine

#30 - Xavier (admin) - 12 Juin 2023

Bonjour Frajec,

Vous pouvez peut-être commencer par choisir la technologie qui convient le mieux à votre projet :

- micro-onduleurs : si les panneaux solaires sont orientés différemment ou si vous souhaitez une garantie ans sur l'onduleur.

- Onduleur de chaine sinon.

Pour les marques de référence : Fronius ou SMA sont des références historiques sur les onduleurs de chaine. Huawei arrive depuis peu avec des prix concurrentiels.

Côté micro-onduleur, Enphase et ASPsystems font office de références. Hoymiles arrive en challenger plus récent.

Vous pouvez acheter ces produits sur des sits en ligne type Oscaro Power, Allo solar, Monkitsolaire... Si vous avez un doute, les sites de type Avis Vérifiés ou Trust Pilot vous donne des indications de fiabilité.

A bientôt

#29 - frajec - 12 Juin 2023

Vos explications sont intéressantes, mais dans ce domaine, lorsque l'on a besoin d'un excellent onduleur, quelque soit l'usage auquel on le destine, nous aimerions bien savoir "OU SE LES PROCURER" et quel modèle correspond à ce que lon attend. Un peu comme quand l'on regade les essais de différents robots aspirateurs pour faire son choix ... Qu'en pensez-vous ? Moi, je reste sur ma faim

#28 - Xavier (admin) - 14 Avril 2023

Bonjour Didier,

Les onduleurs sont dimensionnés pour produire le plus d'énergie possible "tout au long de l'année" dans une plage de puissance limitée. Votre dimensionnement à 86% de la puissance crète parait cohérent.

C'est possible que certains jours en été, la puissance crète soit écrétée (bridée) mais c'est "normal". La plupart du temps, les onduleurs optimiseront au mieux l'installation.

A bientôt

#27 - Didier - 13 Avril 2023

Bonjour,
J'ai une installation de 6,4kw depuis 1 mois, dans le sud de la France. Je produit actuellement 5.44kw, soit 324 à 332 par panneau. Mon installation comporte 16 panneaux de 404w avec 8 micro-onduleurs de 700w.
Je me pose la question sur le dimensionnement des micro-onduleurs sachant que nous sommes qu'au mois d'avril. Les micro-onduleurs ne vont ils pas limiter la production en plein été ?

#26 - Xavier (admin) - 27 Mars 2023

Bonjour Serge,

Généralement, le puissance de l'onduleur est sous-dimensionné par rapport à la puissance crète avec un facteur de 0.8 à 1.

Pour 2580 Wc, l'onduleur peut avoir une puissance autour de 2 100-2 300 Wc.

Une attention spécifique doit être portée à la tension max : "La somme des tensions maxi des modules doit être inférieure
à la tension maximale de l’onduleur sous peine de destruction pure et simple."

A bientôt,

#25 - Serge - 25 Mars 2023

Bonjour j’ai 6 panneaux de 430 Wc quelle puissance minimum doit avoir mon onduleur ?
Merci pour votre retour

#24 - rv - 22 Février 2023

bonjour
je cherche un onduleur entrée 24 volts DC et 1 sortie seulement 230 volts 3 KVA
merci de votre réponse
il y en a desonduleur 24/ 230 2 sortie mais je ne trouve pas à 1 sortie

#23 - ebureau - 20 Février 2023

Bonjour/ existe-t'il des onduleurs permettant une autoconsommation sans revente sur une installation électrique en triphasé ? Je n'ai rien vu à ce sujet...
Cordialement

#22 - Xavier (admin) - 05 Décembre 2022

Bonjour Ben,

Merci pour vos encouragements :-)

D'après les données du fabricant, je comprends aussi que le mode "Sunlight Backup" est capable de fournir de l'électricité à la maison en cas de panne de courant et ce, même sans batterie. Si le fabricant l'annonce, il y a toutes les chances que ce soit vrai vu la notoriété de la marque.

Toutefois, pour que cette fonction soit active, cela suppose un autre équipement enphase dit "Enpower Smart Switch". Ce commutateur peut faire automatiquement la bascule entre l'alimentation "réseau" et l'alimentation "secours".

Mais il reste les questions :

- du prix (pas dispo à priori pour le moment et probablement assez cher)
- des difficultés d'installation
- du ratio coût/service (est-ce que cela vaut le coup d'investir de l'argent et des ressources pour une fonction qui va servir probablement assez peu ?).

A bientôt

#21 - Ben - 04 Décembre 2022

Bonjour,
Enphase communique sur leur nouvelle gamme de micro-onduleurs IQ8 qui permettrait de continuer à auto consommer sa production même en cas de coupure de courant (les micro-onduleurs seraient capables d'ajuster la production pile-poil pour éviter une réinjection au réseau??). Même résultat que le dispositif "zéro injection" si mon raisonnement se suit, mais pourra-t-on vraiment bénéficier de l'électricité issue de ses panneaux en cas de coupure?

Merci et bravo pour la qualité de votre site.
Benoit

#20 - Xavier (admin) - 18 Novembre 2022

Bonjour Didier,

Il faut partir directement sur un onduleur capable de gérer une batterie.

- Soit un micro-onduleur Enphase associée à une supervision Envoy-s metered du fabricant.

- Soit un onduleur hybride type SMA, Fronius, Huawei.

Dans tous les cas, il faut faire valider la configuration par le site marchand.

A bientôt

#19 - Didier - 16 Novembre 2022

Bonjour Xavier,
Est il possible d’avoir une installation avec des micros onduleurs et un onduleur ?
Pour prévoir éventuellement le rajout de batteries
Merci beaucoup

#18 - Xavier (admin) - 31 Octobre 2022

Bonjour,

@serge06 : Vous pouvez opter pour des microonduleurs où il y a un calculateur MMP pour chaque panneau. Ou bien opter pour un onduleur de chaîne avec 2 MPPT pour chacune des orientations.

@Jacki : Nous avons acheté 4 panneaux Solatek qui produit depuis 2 semaines maintenant. Tout n'est pas parfait mais en rapport qualité/prix, je pense que c'est intéressant. Voir les photos :
https://photos.app.goo.gl/2xUwPqVUbKx5hKTu5

A bientôt

#17 - Ju - 28 Octobre 2022

Bonjour, j'ai une question par rapport à l'autoconsommation. Si j'installe 2 panneaux de 150Wc, quel onduleur dois-je choisir étant donné qu'il n'existe pas d'onduleur pour de si faible puissance (150W). Mon installation étant sans batterie et réinjectée dans le réseau j'aimerais savoir quel type d'appareil, quels genre de kit je dois donc utiliser. Même question pour 8 panneaux de 150W. Je ne souhaite pas utiliser de batteries et je ne peux pas installer de panneaux de plus grande puissance.
Merci

#16 - jacki - 26 Octobre 2022

Je désire installer un kit panneau photo. à brancher sur une prise. Quelle marque me conseillez vous (meilleur rapport qualité-prix) Merci

#15 - serge06 - 25 Octobre 2022

Bonjour
Pouvez vous me conseiller sur le choix de la technologie d'onduleur à privilégier pour une installation de panneaux su toit EST et OUEST ?
merci

#14 - Xavier (admin) - 17 Octobre 2022

Bonjour Ingrid,

Ce n'est pas possible à ma connaissance mais c'est "normal" que la puissance de votre onduleur soit inférieure à celle de vos panneaux (facteur d'environ 0.8). En effet, ces derniers ne produisent que très rarement à leur pleine puissance. Dans ces cas là, il est vrai que l'onduleur bride la production. Mais tout le reste du temps, il optimise la production. Donc ce n'est peut-être pas un problème.

A bientôt

#13 - Ingrid - 16 Octobre 2022

Comment puis je renforcer mon onduleur sachant que celui est plus faible que la production de mes photovoltaïques, sachant que je n'ai pas les moyens de le changer ,auriez vous une solution ?

#12 - murielle - 11 Septembre 2022

Bonjour j ai une prise sous mon ondulateur est ce que l on peut branché la pompe a chaleur dessus .En vous remerçiant d avance.

#11 - Carlito - 01 Décembre 2021

Bjr, j'hésite entre deux solutions proposées pour raccordement sur mon réseau 3x400VAC+N;
1) 12xpanneaux de 375W sur onduleur mono de 3.68kW type Huwawei (Udc nom:360V)
2) 12xpanneaux de 400w sur onduleur tri 4.kW type SMA (Udc nom: 560V)
Pouvez-vous me conseiller ?
Puissance utile demandée de env 3800kWh
Merci d'avance
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