Les convertisseurs DC/AC pour une installation autonome

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On appelle aussi les convertisseurs de courant continu (DC) en courant alternatif (AC), des onduleurs.

A ne pas confondre avec les onduleurs pour les ordinateurs, qui sont des appareils de protection et de stabilisation du courant, afin que les surtensions ne viennent pas endommager votre informatique.

Dans le cas du photovoltaïque, les onduleurs DC/AC sont des générateurs de courant alternatif à partir de courant continu, nécessaires pour faire fonctionner des appareils ménagers, de la hi-fi, de l’informatique.

En sortie des batteries le courant est continu et en général en 12 V (parfois 24 V), alors que les appareils de la maison sont en 230 VAC.

Quels sont les critères de sélection d’un bon onduleur ?

  • La précision de la tension de sortie : Elle est donnée en % par rapport au 230 VAC. L’onduleur doit être stable quelle que soit sa charge et quelle que soit sa tension d’entrée.
  • La résistance aux surcharges et au courant réactif : Pour arriver à démarrer certaines charges, l’onduleur doit produire plusieurs fois sa puissance maximale pendant un temps assez bref. Comme exemple de charge à démarrage difficile, on peut citer les réfrigérateurs ou des moteurs chargés mécaniquement, des pompes.
  • La distorsion harmonique : Dans certaines utilisations sensibles, la présence d’harmoniques est une gêne audible (hi-fi). Les onduleurs non sinusoïdaux perturbent non seulement l’environnement électromagnétique mais les harmoniques sont également une perte d’énergie dans le cas d’alimentation de moteurs.
  • Le rendement : C’est le critère de choix principal. On désire perdre le moins d’énergie possible entre les batteries et la charge en 230 VAC. Des onduleurs modernes et performants, atteignent un rendement supérieur à 90 % dès que la charge est de 5 à 10 % de leur puissance nominale. Dans un habitat isolé l’onduleur doit fonctionner avec une charge partielle lorsqu’il n’alimente que de l’éclairage et dans ce cas le rendement à petite puissance est très important. Des fabricants proposent des appareils incorporant deux onduleurs pour remédier à ce problème ; Fonctionnement sur un petit circuit et commutation automatique sur un circuit plus puissant quand la demande dépasse les besoins.
  • La consommation en mode d’attente (stand-by) : C’est une donnée très importante pour les onduleurs qui travaillent occasionnellement et restent branchés en permanence. Souvent l’énergie utilisée par la consommation à vide est plus importante que celle utilisée par les récepteurs. Un onduleur performant de 500 W/12 V consomme environ 0,4 A (environ 5 W) en attente, ce qui fait 9,6 Ah/jour ou 120 Wh/jour. Pour économiser l’énergie, les onduleurs modernes utilisent des techniques de détection d’utilisateur pour démarrer toute la puissance dès qu’un appareil est branché sur le réseau.

Onduleur DC/ACOnduleur DC/AC

Les différents types d’onduleurs autonomes

  • Onduleur à onde sinusoïdale – chargeur : ce sont les onduleurs modernes pour les installations indépendantes. Ils utilisent les mêmes techniques que celles développées pour les onduleurs raccordés au réseau. On trouve sur le marché de petits onduleurs de 100 à 500 W avec la technique digitale à haute fréquence (30 à 100 kHz). Sur les appareils moins chers, il n’y a pas de filtre de sortie. Sur les onduleurs plus puissants, un filtre élimine les harmoniques HF. Pour alimenter une habitation autonome, on peut installer un onduleur hybride et incorporer une génératrice auxiliaire pour les manques de soleil. Dans ce cas on utilise un onduleur /chargeur qui fonctionne en chargeur de batteries lorsque la génératrice tourne.
  • Onduleur à onde carré : c’est l’onduleur le plus simple et le plus ancien pour générer une onde alternative. Les onduleurs utilisant cette technique n’ont pas de réglage de tension de sortie. Le choix d’utiliser un tel onduleur ne se justifie que si le récepteur fonctionne bien avec cette onde.
  • Onduleur à onde pseudo-sinusoïdale : c’était autrefois les appareils les plus performants en terme de rendement mais ils ont été rattrapés par les modèles sinusoïdaux modernes.

En conclusion

Ne lésinez pas sur la qualité de votre onduleur si vous voulez un fonctionnement performant de vos appareils 230 VAC.


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