Comparaison des performances des systèmes PV avec micro-onduleurs vs. onduleurs string/centraux

Un groupe de recherche français a comparé le ratio de performance de 100 systèmes photovoltaïques utilisant des micro-onduleurs avec celui de 100 installations utilisant des onduleurs string ou centraux. Il a constaté que le rapport de performance est d’environ 79 % pour les deux types de systèmes et que les réseaux avec micro-onduleurs sont plus sensibles aux facteurs environnementaux.

novembre 30, 2021 Emiliano Bellini

Schéma explicatif d'une connexion possible de quatre panneaux avec un onduleur string à gauche et des micro-onduleurs à droite.

Image : Univ. Limoges, Journal of King Saud University - Engineering Sciences

D’après pv magazine International

Un groupe de chercheurs de l’Université de Limoges a comparé le ratio de performance (PR)* des systèmes photovoltaïques équipés de micro-onduleurs à celui des installations reposant sur des onduleurs centraux ou string sur plusieurs sites en France. Étonnamment, l’étude révèle que les micro-onduleurs ne sont pas plus performants. « La topologie d’une installation photovoltaïque est d’une grande importance. En effet, le nombre et l’emplacement du ou des convertisseurs peuvent avoir un impact significatif sur le PR. C’est pourquoi des choix entre un onduleur central, des onduleurs tring ou des micro-onduleurs doivent être faits afin de ne pas dégrader le RP. Dans la littérature scientifique, il est indiqué qu’une installation photovoltaïque équipée d’un onduleur central a un RP compris entre 70 et 80 %. Pour les micro-onduleurs, en théorie, il devrait être plus élevé. L’objectif de cette publication est de comparer le RP des installations équipées d’un onduleur central et d’onduleurs de branche avec celles utilisant des micro-onduleurs à partir d’une étude statistique regroupant 200 installations privées réparties sur l’ensemble de la France métropolitaine », écrivent les auteurs dans l’étude « Performance ratio of photovoltaic installations in France Comparison between inverters and micro-inverters », publiée dans le Journal of King Saud University – Engineering Sciences. Pour cela, les chercheurs ont d’abord analysé tous les avantages et les inconvénients d’une installation avec des micro-onduleurs ou des onduleurs centraux, et ont déclaré que les micro-onduleurs devraient offrir un avantage sur de nombreux points, y compris le prix. « Il faut également prendre en compte les durées de vie de ces équipements, qui sont d’un peu moins de 10 ans pour un onduleur central et peuvent atteindre 30 ans pour un micro-onduleur, ajoutent-ils. Les micro-onduleurs semblent également mieux adaptés pour réduire l’impact des pertes qui peuvent se produire dans les panneaux solaires, que ce soit en raison de l’ombrage ou d’un dysfonctionnement du panneau ».

Ces hypothèses ont été évaluées en analysant 200 installations photovoltaïques situées en France : 100 sont équipées de micro-onduleurs Enphase M210, M215, M250 et IQ7 ; l’autre moitié est équipée de SunnyBoy 3000 (puissance d’entrée de 3,2 kW), de SunnyBoy 5000 (puissance d’entrée de 5,2 kW) et de Sunny Tripower STP 8000 (puissance d’entrée de 8, 2 kW). La capacité moyenne des installations reposant sur des micro-onduleurs était de 3,8 kW et celle de la deuxième catégorie était de 5 kW. Les travaux ont pris en compte leur production réelle d’énergie solaire, ainsi que l’orientation, l’inclinaison, la puissance de pointe, la zone géographique et d’autres facteurs.

L’analyse a montré que dans les deux cas, le ratio de performance réel est presque identique : 79 % en moyenne alors que le ratio de performance des micro-onduleurs dans la littérature est de 92 %. On observe également une plus grande disparité de résultats avec les micro-onduleurs, montrant une plus grande sensibilité aux facteurs environnementaux. En outre, une légère croissance du PR est enregistrée avec une irradiation plus faible, tant pour les dispositifs à micro-onduleurs que pour les dispositifs centraux/à cordes, ce qui pourrait dépendre de l’inclinaison et de l’orientation des panneaux ou de la zone géographique et les scientifiques ont constaté que la taille d’un système photovoltaïque n’a pas d’influence sur les performances.

« Finalement, les résultats montrent une homogénéité du rapport de performance entre les deux technologies malgré des fonctionnements différents », concluent les universitaires. En effet, l’ombrage joue un rôle minime car il peut être contourné par d’autres moyens (diodes de dérivation, design…). « Cependant, même si le ratio de performance est identique entre les onduleurs et les micro-onduleurs, les micro-onduleurs restent à privilégier en raison de leur durée de vie, de leur prix et de la sécurité de l’installation, même en cas d’incendie ». Ces résultats doivent permettre, selon eux, d’estimer de manière plus fine la rentabilité d’une installation photovoltaïque.

*Le PR est un paramètre qui définit la relation entre la production d’énergie réelle et la production d’énergie attendue d’un système photovoltaïque, et qui est largement indépendant de l’emplacement ou de l’orientation de l’installation. Cette valeur est utilisée pour comprendre l’efficacité du fonctionnement du système PV.

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