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Comment choisir entre chaîne et micro-onduleurs dans les projets solaires résidentiels

Un installateur de New Day Solar sécurise un micro-onduleur en rack.

Les onduleurs string et les micro-onduleurs adoptent des approches très différentes pour convertir le courant continu en courant alternatif utilisable dans les projets solaires. Dans une installation d'onduleurs string, l'alimentation CC haute tension de tous les panneaux d'une matrice est acheminée dans un onduleur où elle est convertie en alimentation AC. Dans un système à micro-onduleurs, un petit onduleur est connecté à chaque module d'une baie (à l'exception des nouveaux modèles quatre-en-un d'APsystems), le courant continu est converti en courant alternatif au niveau du module, puis acheminé vers le domicile pour utilisation.

Monde de l'énergie solaire a interrogé la catégorie 2019 des meilleurs entrepreneurs solaires sur laquelle le type d'onduleur est préféré sur les systèmes résidentiels, et les répondants étaient presque divisés au milieu, les inverseurs à chaîne tirant juste en avant. Mais les entrepreneurs résidentiels choisis au hasard pour cette histoire ont principalement choisi des micro-inverseurs. Les deux technologies offrent des avantages et des points faibles distincts.

Processus d'installation

Les convertisseurs de chaîne autonomes peuvent être installés au niveau du sol, généralement dans le garage du client. Cependant, les technologies de pointe et les exigences d’arrêt rapide signifient que la plupart des onduleurs string nécessitent désormais des composants supplémentaires. Pour que le code d’arrêt rapide soit conforme au code, les onduleurs string doivent être couplés à une électronique de puissance au niveau du module (MLPE) capable d’arrêter la matrice en cas d’urgence. Lorsqu'un entrepreneur doit installer à la fois un inverseur de chaîne et un optimiseur sur le panneau, l'avantage de l'installation rapide d'un inverseur de chaîne est annulé.

«Les récents changements apportés au code de l’électricité ont rendu cette technologie plus compliquée et plus coûteuse qu’avant en raison de l’absence de fonctionnalité d’arrêt rapide intégrée», a déclaré Scott Carlson, président de l’installateur californien New Day Solar.

L’unité TS4-R-O de SMA se bloque dans l’angle d’un module sans outils.

Néanmoins, de nombreux optimiseurs sont déjà intégrés aux modules (dans les solutions de modules intelligents) ou peuvent être pré-attachés sur les panneaux par les installateurs avant qu’ils ne soient montés sur le toit.

Certains micro-onduleurs peuvent également être préinstallés directement sur le module (ou être préinstallés comme dans les solutions de modules CA), mais d'autres doivent être installés sur le support solaire. Les sécuriser sur le toit ajoute un niveau de difficulté.

L'installation de micro-onduleurs est facilitée par le fait qu'aucun produit supplémentaire n'est nécessaire pour assurer la conformité à l'arrêt rapide. Cette fonctionnalité est intégrée à la solution au niveau du module – par exemple, lorsque le circuit CA est inversé, les micro-onduleurs d’APsystems s’éteignent automatiquement en 100 millisecondes.

"De par sa nature, il est déjà conforme", a déclaré Jason Higginson, directeur principal du marketing chez APsystems.

Étant donné que les micro-onduleurs convertissent l’alimentation en courant alternatif sur le toit, les installateurs ne doivent pas apposer d’étiquettes de sécurité pour l’alimentation en courant continu ni installer de sectionneurs en courant continu. Ces composants de sécurité sont absolument nécessaires lors de l’installation d’onduleurs string, a déclaré Brandon Carlson, vice-président de New Day Solar.

Opération & maintenance

Les inverseurs de chaîne sont généralement montés sur un mur dans un garage, à l'abri des éléments. Bien que les micro-onduleurs soient logés sous des panneaux solaires, ils sont toujours exposés de la même manière que les inverseurs à chaîne.

"Avec le micro-onduleur, vous utilisez toute la technologie qui réside généralement dans un onduleur et vous la placez dans l'environnement le plus hostile possible, qui se trouve juste sous le module," a déclaré Brad Dore, directeur du marketing. pour le fabricant d'inverseur de chaîne SMA. «La fiabilité doit donc être supérieure à celle d’un système à onduleur string.»

En plus de l'usure environnementale, les onduleurs sont la pièce la plus laborieuse d'un projet solaire et sont donc les plus susceptibles de tomber en panne. Quand vient le temps de réparer ou de remplacer un onduleur string, c’est aussi simple que de marcher dans le garage pour dépanner ou remplacer une unité. Avec les micro-onduleurs, les installateurs doivent remonter sur le toit et retirer les panneaux pour accéder aux unités.

«Je préfère toujours traiter avec un onduleur string simplement parce qu’il est au sol. Chaque fois que vous montez sur le toit, que vous rangez et déballez le camion pour faire sortir les échelles, il est nécessaire de porter secours, etc. C’est beaucoup plus complexe », a déclaré Bryan Whitton, chef de produit chez Darfon, qui vend des onduleurs hybrides pour le marché américain et des micro-onduleurs dans d’autres pays.

Cependant, Whitton a déclaré que les micro-onduleurs sont devenus très fiables et nécessitent rarement un entretien. De plus, les économies d'exploitation et de maintenance sur le terrain pour les inverseurs de chaîne sont annulées lorsque la paire MLPE couplée sur le toit se détériore, nécessitant un service sur le toit.

Brandon avec New Day Solar a déclaré que bien que les optimiseurs de puissance et les micro-onduleurs bénéficient tous deux d'une garantie de 25 ans, les garanties sur les onduleurs de chaînes restent à peu près de la moitié de cette durée. Ainsi, même lorsque des MLPE sont ajoutés à des systèmes de chaîne, le système global n’est pas couvert aussi longtemps qu’un micro-système. Brandon a déclaré que le coût plus élevé des micro-onduleurs en valait la peine compte tenu de leur fiabilité et de leur longue garantie.

"En tant que personne qui a utilisé les deux technologies fréquemment, les taux d'échec pour les deux sont plutôt faibles et le coût [isn’t] significatif, surtout quand on [considers an] système optimiseur nécessitant un remplacement de l’onduleur plus tôt qu’un système à micro-onduleur, mais non couvert par la même durée de garantie », a déclaré Brandon.

L'installateur de San Diego, Sunline Energy, préfère également les micro-onduleurs pour leur fiabilité.

"Nous préférons les micro-onduleurs au simple fait qu’ils sont plus fiables que les inverseurs à chaîne", a déclaré Gerry Ebert, directeur des ventes et du marketing de Sunline Energy. "Cela a permis de minimiser les pertes de production pour nos clients et de réduire les roulements de camions pour notre service après-vente."

Même si des erreurs se produisent dans les systèmes de micro-onduleurs, les onduleurs au niveau des modules facilitent la surveillance et la localisation de l'onduleur défaillant, a déclaré Eric Hansen, propriétaire principal et directeur général de True South Solar, dans l'Oregon. Avec les inverseurs de chaîne, il faudrait plus de temps pour trouver la source du problème.

Production d'énergie

Avec les systèmes à micro-onduleurs, si un panneau solaire est compromis, la production d’électricité de l’ensemble de la centrale n’a pas été affectée. Avec un seul onduleur string, un système n’est aussi bon que son panneau le moins productif.

«Les onduleurs étant liés à chaque panneau, les inefficacités d’un panneau donné n’entraînent pas le reste du système, augmentant ainsi la résilience de son efficacité», a déclaré Hansen de True South Solar’s. «Pour les systèmes résidentiels, les micro-onduleurs permettent d’utiliser un maximum d’espaces viables et facilitent l’extension ultérieure du système si le client le souhaite.»

Lorsqu'un optimiseur de puissance est ajouté à une configuration d'onduleur de chaîne, les installateurs peuvent également s'assurer que chaque panneau produit de l'énergie de manière indépendante et que l'ensemble du système n'est pas abaissé par un seul panneau ombré. En fonction du choix de l’installateur, le couplage MLPE avec des inverseurs de chaîne peut aider à atténuer les stores, à arrêter rapidement, à communiquer sur le secteur et à surveiller. Cette flexibilité dans le choix de l'optimiseur est un avantage supplémentaire pour les installations d'inverseur de chaîne.

«Il offre davantage de flexibilité de conception, car un installateur peut choisir le modèle qui convient à son cas d'utilisation et fournit, en définitive, une solution plus évolutive», a déclaré Dore. "Que quelqu'un en ait besoin pour un petit système, un système moyen, un grand système, qu'il en ait besoin pour gérer plusieurs orientations de toiture ou de l'ombrage, nous avons un système qui est vraiment idéal pour ce cas d'utilisation."

Installateur solaire en Caroline du Nord Oui Solar Solutions préfère utiliser les onduleurs SolarEdge, combinés à des optimiseurs, pour leur flexibilité.

«Les optimiseurs aident à atténuer l'ombrage des modules solaires sur les chaînes, ainsi qu'à augmenter la production dans tous les types de conditions météorologiques», a déclaré Kathy Miller, cofondatrice et PDG de Yes Solar Solutions. «SolarEdge offre également une solution intéressante pour les besoins en matière d’arrêt rapide au niveau des modules, ainsi que pour la surveillance de la production et de la consommation d’énergie solaire, ce qui est très attrayant pour les propriétaires.

Au fur et à mesure que la technologie évolue, les installateurs doivent rester informés des derniers modèles de chaînes et de micro-onduleurs pour installations résidentielles afin de donner à leurs clients le meilleur choix pour leur installation spécifique.

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