Analyse des principaux paramètres de performance des onduleurs photovoltaïques solaires

Un onduleur photovoltaïque solaire est un dispositif de régulation de puissance construit à partir de composants semi-conducteurs, dont la fonction principale est la conversion du courant continu (CC) en courant alternatif (CA). Sa structure typique se compose de deux parties : un circuit d'amplification et un circuit de pont inverseurLe circuit élévateur augmente la tension continue produite par les cellules solaires au niveau requis pour la commande de sortie de l'onduleur. Le pont de l'onduleur convertit ensuite cette tension continue élevée en une tension alternative compatible avec la fréquence du réseau.

Ce dispositif est également appelé régulateur de puissance. Dans les systèmes de production d'énergie photovoltaïque, les onduleurs peuvent être classés selon leur application en type hors réseau et type connecté au réseauSelon les méthodes de modulation de forme d'onde, on distingue les onduleurs à onde carrée, à onde en échelon, à onde sinusoïdale et les onduleurs triphasés combinés. Pour les systèmes raccordés au réseau, les onduleurs dédiés se divisent en deux catégories : ceux équipés d'un transformateur et ceux qui n'en nécessitent pas.

Les principaux paramètres de performance des onduleurs photovoltaïques solaires sont les suivants :

Tension de sortie nominale

Dans la plage de fluctuation admissible de la tension d'entrée CC spécifiée, l'onduleur doit être capable de fournir la tension nominale. Typiquement, la tension de sortie monophasée nominale est de 220 V et la tension de sortie triphasée de 380 V. Les écarts de fluctuation de tension sont spécifiés comme suit :

• En régime permanent, l’écart ne dépasse généralement pas ±5 % de la valeur nominale.
• En cas de variations de charge soudaines, l'écart ne doit pas dépasser ±10 % de la valeur nominale.
• Dans des conditions normales, le déséquilibre de la tension de sortie triphasée doit être ≤8%.
• Exigences de distorsion pour la tension alternative de sortie (onde sinusoïdale) : sortie triphasée ≤5 %, sortie monophasée ≤10 %.
• En fonctionnement normal, l'écart de fréquence du courant alternatif de sortie doit être inférieur ou égal à 1 %, conformément à la norme nationale. GB/T 19064-2003, la plage de fréquence de la tension de sortie est 49 Hz à 51 Hz.

facteur de puissance de charge

Ce paramètre reflète la capacité de l'onduleur à alimenter des charges inductives ou capacitives. Pour une sortie sinusoïdale, le facteur de puissance de la charge est généralement fixé entre 0,7 et 0,9Le facteur de puissance nominal étant généralement de 0,9, pour une puissance de charge donnée, un onduleur à facteur de puissance plus faible nécessite une capacité plus importante, ce qui augmente le coût. De plus, une puissance apparente plus élevée accroît le courant de boucle, entraînant des pertes plus importantes et une réduction du rendement global du système.

Courant de sortie nominal et capacité de sortie nominale

• Courant de sortie nominal est la valeur de courant nominale que l'onduleur peut fournir dans la plage de facteur de puissance de charge spécifiée, mesurée en ampères (A).

• Capacité de production nominale est le produit de la tension de sortie nominale et du courant de sortie nominal lorsque le facteur de puissance de sortie est de 1 (c'est-à-dire pour des charges purement résistives), exprimé en kilovoltampères (kVA) ou en kilowatts (kW).