Jusqu’aux débuts des années 2010, les onduleurs centraux étaient automatiquement associés aux fermes solaires de plusieurs MW. Aujourd’hui, avec l’apparition des onduleurs strings de grandes puissances (supérieur à 100 kW), ces derniers permettent d’obtenir des couts d’électricité solaires très compétitifs.
Les onduleurs strings ont même l’insolence de représenter 50% de parts de marche des onduleurs en 2020.
Lors de la conception des fermes solaires, les développeurs et les EPCistes ont un certain de nombre de choix à faire. Parmi ceux-là, il y a le choix entre des onduleurs centraux et des onduleurs strings. Dans cet article, nous allons voir quelles sont les différences majeures entre ces technologies, et les avantages VS inconvénients de chacun.
Onduleur central
L’onduleur central a longtemps été le choix naturel pour les centrales solaires de plus de 5 MW. Il permet la conversion du courant continu des panneaux solaires en courant alternatif à injecter au réseau de distribution.
Avantages
- Cout mois élevé
L’onduleur central ressort à un cout moindre que l’onduleur string rapporté au ratio $/Wc. Aussi, le fait que tout soit centralisé, les équipements associes (câbles, génie civil, etc…) sont aussi réduits. Enfin, les couts d’installation sont aussi plus bas. En effet, tout est installé et livre au même endroit.
- Design
La conception avec des onduleurs centraux est plus simple. Effectivement, l’emplacement de l’onduleur est unique contrairement aux onduleurs strings où on doit trouver l’emplacement optimal pour chaque onduleur. Aussi, ce design par ‘Blocks’ peut être dupliquer autant que souhaité.
- Maintenance
Les maintenances préventives et correctives sont plus courtes car elles sont faites au même endroit sur un seul équipement. On n’a pas besoin de parcourir toute la centrale comme dans le cas des onduleurs strings. Néanmoins, il faut que les équipes qualifiées soient disponibles à proximité de la centrale.
Inconvénients
- Maintenance:
La maintenance est à la fois un avantage et un inconvénient. En cas de panne, à cause de la grande taille des onduleurs, la centrale perd plusieurs MW de capacité en attendant que celle-ci soit solutionnée. Aussi, la maintenance des onduleurs centraux nécessite des techniciens spécialises et hautement qualifiés. Si le fabricant ne dispose pas d’une présence dans le pays ou est installé le projet, il faudra compter plusieurs jours avant qu’un technicien puisse arriver sur site et régler le problème.
- Nécessite des boites de jonctions DC
Les onduleurs centraux nécessitent d’installer des boites de jonction DC afin de regrouper les chaines de câbles DC. En effet, l’onduleur dispose d’un nombre limité d’entrée, il faut donc regrouper les centaines de chaines venant de panneaux solaires en un nombre plus réduit.
Cet équipement supplémentaire peut être la source de pannes, notamment au niveau des fusibles et disjoncteurs dans les boites de jonctions.
Onduleur string
L’onduleur string est installé sur des projets commerciaux et de plus en plus pour sur des fermes solaires de plusieurs MW. En effet, avec l’apparition des onduleurs strings de grande puissance (Jusqu’à 250 kW), ceux-ci présentent des avantages non négligeables.
Avantages
- Maintenance
En cas de panne sur l’un des onduleurs de la centrale, on n’a pas besoin d’atteindre le technicien spécialise du fabricant pour solutionner le problème. Le technicien sur site peut très rapidement remplacer l’onduleur défaillant et le remettre en service rapidement. En général, des onduleurs strings de rechange sont toujours disponible sur site.
Cela permet alors de ne pas arrêter la production sur la partie de la centrale en question. L’onduleur endommagé peut alors être répare sans impact sur la production.
- Meilleur production sous certaines conditions
Les onduleurs strings ont l’avantage de disposer de plusieurs crackers MPPT contrairement aux onduleurs centraux. Cette option supplémentaire permet de maximiser la production des chaines solaires. En effet, en cas de terrain accidenté ou en présence d’ombrage partiel, les onduleurs strings produiront plus d’énergie que les onduleurs centraux à capacité égale.
- Moins de câbles DC
En utilisant des onduleurs strings, on limite considérablement l’utilisation de câbles DC par rapport aux onduleurs centraux. Les chutes de tension au niveau des câbles DC engendrent des pertes considérables. On pourra alors mieux optimiser les pertes au niveau des câbles grâce aux onduleurs strings.
Inconvénients
- Cout plus élevé
Pour une centrale solaire de plusieurs MW. Les onduleurs strings seront plus chers à l’achat que des onduleurs centraux (rapporté au $/Wc). Aussi, les couts d’installation et d’équipements associés seront plus élevés.
- Multiplication des composants
En augmentant le nombre d’équipements à installer, on augmente la probabilité de pannes. Étant donné que les défauts surviennent en majeur partie au niveau des onduleurs, on a pour les onduleurs strings un risque plus élevé de pannes.
En conclusion, on a vu dans cet article que les 2 technologies d’onduleurs étaient parfaitement adaptées aux fermes solaires photovoltaïque. Chacun présente des avantages et des inconvénients.
Par exemple, si mon site est très accidenté et qu’il est situé dans un pays sans ressources humaines très qualifies, je devrai considérer sérieusement les onduleurs strings. A l’inverse, si mon fournisseur d’onduleurs m’assure des temps d’intervention très rapide et que je veux réduire mon CAPEX, la solution onduleur central semble être la meilleure.
Le choix de l’un ou l’autre dépend des conditions du site, des contraintes du projet et des usages du concepteur.