Onduleur, Micro-onduleur et Optimiseurs quelle est la meilleure solution ?

De plus en plus on entend parler des optimiseurs, mais qu'est-ce qu'un optimiseur ? Quelle différence avec un micro-onduleur ? Et les onduleurs centraux dans tout ça ont-ils disparu ?

Energies Vertes Occitanie est expert du photovoltaïque pour les particuliers et s'intéresse de très près aux évolutions du matériel installé. Nous réalisons des installations de panneaux solaires avec onduleur, micro-onduleur et optimiseurs pour les maisons individuelles au nord de Toulouse, à Gaillac et vers Montauban. Pour tout comprendre sur les différentes générations d'onduleur nous vous avons préparé cet article.

1. Onduleur central

A l'origine les installations solaires avaient un onduleur central et la marque SMA est un leader sur le secteur des installations résidentielles et celui des onduleurs en général. Tous les panneaux sont reliés ensemble, produisent un courant continu qui sera transformé en courant alternatif aux bonnes propriétés par l'onduleur pour être consommé directement à la maison ou reversé sur le réseau.

Avantages de l'onduleur central

un seul boitier, technologie éprouvé, sérénité dans le fonctionnement, rapidité pour la maintenance. Pour l'ajout de batterie il est possible de le faire sur la partie DC (courant continu).

Inconvénients

Si un panneau solaire est à l'ombre ou en panne il impacte fortement la chaîne et la production est grandement réduite.

Notre avis sur l'onduleur central

C'est une solution simple et efficace qui nous employons surtout lorsque les clients souhaitent des batteries et l'option back-up et pour ces chantiers nous installons un onduleur Huawei.

2. Les micro-onduleurs

Puis sont arrivés les micro-onduleurs, Enphase est la référence dans ce domaine. Le micro-onduleur est un onduleur plus petit que l'on vient fixer sous chacun des modules. Pour une installation 3kWc avec 7 panneaux 425Wc vous avez ainsi 7 micro-onduleurs. Cette technologie permet de rendre chaque module indépendant et en cas d'ombrage le panneau qui produit moins n'impacte pas la chaine.

Avantages

En cas d'ombrage, les effets sont grandement diminués par rapport à un onduleur central, la production est meilleure. Flexibilité pour ajouter des panneaux ultérieurement. Nous avons également un pilotage de production au panneau près. Lorsque vous souhaitez installer des panneaux sur plusieurs pans de toiture alors c'est idéal surtout dans le cas de l'autoconsommation pour avoir un démarrage au plus tôt le matin grâce aux panneaux à l'est et bénéficier d'électricité solaire tard le soir grâce aux panneaux à l'ouest.

Vous pouvez facilement installer des batteries Enphase sur une installation existante avec un onduleur de n'importe quelle marque. Effectivement comme les batteries sont sur la partie continue elles peuvent stocker tous les kWh produits par les onduleurs solaires d'autres fabricants ou des micro-onduleurs.

Inconvénients

Le micro-onduleur est fixée sous le panneaux et subit de forte variation de température, négatives en hiver, et supérieures à 60°C en été, or la documentation technique indique que la température maximale de fonctionnement doit être inférieure à 65°C et même 60°C pour le modèle des IQ7. Heureusement les micro-onduleurs Enphase sont très robustes et ne montrent des taux très faibles de SAV en France.

Lors que l'on installer des micro-onduleurs Enphase bien adapté à la puissance des panneaux solaires il se trouve un moment où ce dernier doit écrêter la puissance maximale de l'onduleur. Par exemple pour les panneaux 425Wc Enphase nous recommde d'installer les IQ8HC avec une puissance max de 384VA, donc ce micro-onduleur va écrêter la puissance des panneaux à 384Watts même si le panneau a le potentiel d'arriver à 425W. Pourquoi cela ? La réponse d'Enphase est qu'il est souhaitable de surdimensionner les panneaux solaires par rapport à la puissance de sortie des onduleurs afin de maximiser le pourcentage de rendement de conversion de l'électricité. Ils ajoutent que l’écrêtage va représenter moins de 5% du productible annuel. Pour les panneaux 500Wc l'écrêtage serait plus faible car il existe maintenant l'IQ8P avec une puissance max de 480VA !

Le deuxième inconvénient à retenir est lié aux batteries car ces dernières devront être installées sur la partie AC (courant alternatif) du système, il va donc y avoir une triple conversion de l'électricité solaire stockée et les pertes associées ne sont pas négligeables. Il faut compter en moyenne environ 5% de perte par conversion soit 15% au total pour les batteries Enphase.

Notre avis sur les micro-onduleurs

Excellente solution pour les particuliers car elle permet de gérer individuellement chaque panneau solaire. Du fait de la très grande réputation de la marque Enphase nous installons les micro-onduleurs sur nos chantiers lorsque les clients le souhaitent, en validant au préalable le petit phénomène d'écrêtage pour les panneaux supérieurs à 400Wc.

3. Les optimiseurs de puissance

La dernière génération d'onduleur est l'optimiseur de puissance, SolarEdge est le leader sur cette solution. Il s'agit d'une solution hybride. Il y a toujours un boitier central avec toute l'électronique, et sous chaque panneau se fixe uniquement l'optimiseur qui permet de différencier chaque module.

Avantages

Ce sont les avantages du micro-onduleur pour le rendement et les effets d'ombrage ; et ceux de l'onduleur central pour l'ajout de batteries de stockage. A noter que la température de fonctionnement maximale reportée sur la fiche technique est de 85°C. De plus l'optimiseur de puissance n'écrête pas la puissance des panneaux solaires, il permet donc aux panneaux de fortes puissances de plus de 500Wc de produire au maximum de leur capacité.

Inconvénients

Technologie plus jeune, SolarEdge est beaucoup moins connue du public par rapport à Enphase. A l'instar des onduleurs de chaîne il faut prévoir un minimum de 6 panneaux sur le toit orienté à l'est pour un démarrage de production le matin, autrement dit, il faut éviter la stratégie plusieurs orientations pour un 3kWc.

Fonctionnement de l'optimiseur de puissance

L'optimiseur va uniquement réaliser la fonction MPPT de l'onduleur (Max Power Point Tracking) c'est à dire qu'il va optimiser le panneau solaire pour que celui-ci produise le maximum d'énergie selon ses propres conditions (température, ombrage, particularités propres au panneau obtenues lors de sa fabrication, etc.). L'électricité maximale produite par le panneau est ensuite acheminée via l'optimiseur jusqu'à l'onduleur qui la convertira en courant alternatif. Dans l'image ci-contre vous pouvez voir les optimiseurs SolarEdge s440 vissés au rails K2 sur lesquels seront fixés les panneaux (en surimposition) et le cablage jusqu'à l'onduleur.

Notre avis sur les optimiseurs

C'est la solution idéal pour les particuliers, cette solution permet un suivi individuel de chaque panneau solaire, en plus il n'y a pas d'écrétage c'est à dire qu'on peut produire 6kW lorsqu'on a une installation de 6kWc. Pour nos chantiers nous utilisons la solution SolarEdge et son application de suivi de la production solaire est la plus aboutie. Pour les clients qui souhaitent piloter ballon d'eau chaude ou voiture électrique c'est la solution idéale.

En conclusion

Pour bien choisir, faites confiance à votre installateur de panneau solaire. Il sera vous proposera la solution la plus adaptée en fonction des contraintes de votre projet. Lorsque vous choisissez l'installateur vous choisissez aussi le matériel et ses performances ainsi que ses garanties, pensez-y !

4. Les critères supplémentaires à prendre en compte pour bien choisir sa technologie d'onduleur

Maintenant que nous avons vu les différences de technologie dans la conversion de la production d'électricité des panneaux solaires il convient de parler des autres fonctionnalités des onduleurs. Cette fois-ci les différences ne sont pas fondamentalement liées à la technologie mais plutôt aux spécificités de chacune des marques.

Stockage de surplus solaire avec batterie

Les 3 solutions d'onduleur, central, micro ou optimiseur permettent le stockage en batterie. Dans le cadre de l'autoconsommation, l'électricité solaire est d'abord consommée par les équipements électriques de la maison, si la production est plus importante alors le surplus peut-être stocké dans une ou plusieurs batteries de stockage.

Stockage en courant continu

L'électricité est stockée en courant continu. En disant cela on comprend que pour la solution des micro-onduleurs il va y avoir une double conversion de la production électrique car le panneau produit du courant continu, le micro-onduleur le convertit en alternatif et la batterie va de nouveau le convertir en continu pour le stocker.

Compatibilité des batteries

Il convient de toujours vérifier la compatibilité de la marque de batterie avec celle de l'onduleur.
- Pour l'onduleur central Solis il y a une grande compatibilité avec l'ensemble des batteries de stockage solaire du marché, notamment BYD et Pylontech.
- Pour les onduleurs Huawei seules les batteries Luna de Huawei sont compatibles, en image un chantier Huawei batterie back-up réalisé fin 2023
- Pour les micro-onduleur Enphase seules les batteries Enphase conviennent et ils ont arrêtés leur production en 2022 avant d'avoir lancé la nouvelle gamme de batterie en 2023.
- Pour les optimiseurs SolarEdge dorénavant LG n'est plus compatible et seules les batteries SolarEdge sont possibles. L'Energy bank est disponible et nous avons réalisés plusieurs installations dès début 2023.

L'option back-up

Il faut savoir que 98% des installations de panneaux solaires en France doivent s'éteindre en cas de coupure de réseau. C'est une obligation de la norme DIN-VDE-0126. Pour respecter la norme mais quand même continuer à bénéficier de ses panneaux solaires en cas de coupure de réseau il faut mettre en place un système back-up.
- Pour l'onduleur central Huawei c'est tout à fait possible et il convient au préalable de l'installation de panneaux solaires de définir avec son électricien les charges critiques à secourir. Ainsi en cas de coupure de réseau l'onduleur et ses batteries basculent sur le réseau back-up à secourir et vous bénéficiez d'électricité de vos panneaux solaires et batteries, en image un chantier Huawei batterie back-up réalisé fin 2023
- Pour les micro-onduleurs Enphase IQ8 cela sera bientôt possible à la sortie du coffret spécifique IQ controller.
- Pour les optimiseurs SolarEdge cette option est dorénavant possible avec les nouveaux onduleurs Home Hub.

Le pilotage du ballon d'eau chaude

Seul les optimiseurs SolarEdge permettent de gérer le pilotage d'eau chaude avec un régulateur qui va envoyer uniquement le surplus solaire dans le ballon. Pour les autres solutions d'onduleurs il faut prévoir un box type ComWatt ou FHE qui permettra de gérer le ballons et d'autres équipements de domotique.

Recharge de véhicule électrique

Ici aussi c'est la solution SolarEdge qui va permettre d'avoir un système de recharge intelligent ou vous pouvez décider entre un mode boost pour charger vite et un mode 100% solaire pour n'avoir que l'électricité photovoltaïque dans votre véhicule. On attend avec impatience en 2025 leur nouveau chargeur qui sera bi-directionnel, c'est à dire que la voiture pourra décharger son électricité dans la maison.

5. Et pour les installations professionnelles de 36kW et plus

Ici le choix est cornélien car évident le choix d'un onduleur central sera bien plus économique, à savoir qu'il faut compter un minimum de 7500€ HT (hors pose, hors frais supplémentaire) pour l'achat des optimiseurs sur un 100kWc. 

Par contre la sécurité incendie n'est pas du tout la même. Effectivement grâce aux micro-onduleurs ou optimiseurs vous avez une coupure qui se fait au panneau et vous n'avez plus 1000V de tension DC sur vos chaines, même en cas de coupure d'urgence !. Aux Etats-Unis la technologie optimiseur est d'ailleurs obligatoire pour toutes les grandes centrales.

Pour en savoir plus sur les grandes installations vous pouvez consulter notre Guide Complet des Panneaux Solaires pour les Entreprises en Occitanie

6. Ce qu'il faut retenir et notre avis sur le meilleur choix des onduleurs

Alors qu'on pourrait obtenir un consensus sur la technologie de la conversion du courant continu en courant alternatif où la solution optimiseur semble plus efficiente, il reste d'autres facteurs plus importants à prendre en compte, comme le choix du stockage ou non, l'option back-up en cas de coupure de réseau ou le pilotage des équipements de la maison. C'est pourquoi le meilleur onduleur c'est celui que vous allez choisir, en connaissance de cause. Avec notre expérience voici les meilleurs choix que nous présentons à nos clients selon leur profil.

Autonomie, stockage batterie et option back-up à l'installation

Si votre besoin est d'abord l'autonomie et que vous envisagez du stockage par les batteries et que l'option back-up ne soit pas une option mais bien une fonctionnalité opérationnelle immédiatement alors l'onduleur central Huawei est la meilleure solution. Et son excellent rapport qualité/prix ne vous fera pas hésiter bien longtemps.

Gestion individuel des panneaux et possibilité back-up

Vos amis vous ont recommandé Enphase ? Vous souhaitez des panneaux sur plusieurs pans de toitures ? vous ne voulez pas d'onduleurs dans la maison car le tableau électrique est trop encombrant dans le salon et qu'il n'y a plus de place dans le placard de l'entrée ? Enphase est LA solution, et choisissez les IQ8HC pour limiter l'écrêtage.

Gestion individuel des panneaux, monitoring de l'installation et pilotage domotique

Si votre besoin est d'avoir la solution la plus efficace pour la production d'électricité, en cas d'ombrage ou d'installations sur plusieurs toits, vous souhaitez piloter vos équipements électriques et prévoir une batterie de stockage et un chargeur de voiture électrique dans le futur, alors SolarEdge est la meilleure solution.

Une installation solaire optimisée

Si vous souhaitez plus d'information sur le sujet ou tout simplement une étude par rapport à votre projet vous pouvez nous contacter en remplissant le formulaire ci-dessous, nous intervenons au nord de Toulouse jusqu'à Albi et Montauban.