La manière la plus simple de choisir le mauvais onduleur consiste à traiter on-grid, off-grid et hybride comme trois niveaux d’un même produit. Il vaut mieux les comprendre comme des réponses à une question plus fondamentale: quel rôle le réseau électrique doit-il jouer? Un système raccordé à un réseau fiable peut s’appuyer sur ce réseau à la fois comme référence électrique et comme source d’énergie lorsque la production locale est insuffisante. Un système censé continuer à alimenter des charges pendant une coupure doit maintenir une alimentation locale après la disparition du réseau. Un site sans raccordement au réseau doit maintenir sa propre alimentation locale en fonctionnement normal. Ce sont des missions opérationnelles différentes, et la catégorie d’onduleur doit suivre la mission plutôt que l’étiquette.Dans le cas résidentiel de base, un onduleur on-grid fonctionne normalement lorsque le réseau est présent. Le U.S. Department of Energy décrit les onduleurs traditionnels grid-following comme utilisant un signal réseau externe comme référence pour la forme d’onde AC qu’ils produisent. En fonctionnement normal, le solaire en toiture peut couvrir la demande locale, tandis que la maison reste raccordée au réseau pour équilibrer l’offre et la charge lorsque la production solaire est insuffisante. Lorsque la production dépasse l’usage local, l’excédent peut être renvoyé vers le réseau. (energy.gov) La rémunération ou le crédit de facture associé à cette énergie exportée dépend des politiques et pratiques du distributeur local et de l’État. (energy.gov) Les onduleurs domestiques peuvent traverser des perturbations limitées de tension ou de fréquence, mais ils se déconnectent lorsque les conditions du réseau s’écartent suffisamment de leur plage autorisée. C’est pourquoi des panneaux produisant de l’électricité à midi ne garantissent pas, à eux seuls, une électricité utilisable pendant un black-out. (energy.gov)
Le secours change la mission opérationnelle
Ajoutez l’exigence selon laquelle le réfrigérateur, les lumières, la connexion internet ou d’autres charges essentielles doivent continuer à fonctionner pendant une coupure du réseau, et le problème de sélection change. Le site reste raccordé au réseau la plupart du temps, mais le système d’onduleur doit désormais prendre en charge un second état. Lorsque le réseau est disponible, il fonctionne avec lui. Lorsque le réseau est indisponible, la partie secourue de l’installation doit fonctionner comme un îlot intentionnel, séparé du réseau défaillant et alimenté par des ressources locales. Le DOE décrit des systèmes résidentiels solaires avec stockage qui détectent la perte d’alimentation du réseau, basculent en fonctionnement îloté et se reconnectent après le retour du service. (energy.gov)
Dans le solaire résidentiel, c’est souvent là que les onduleurs hybrides entrent dans la discussion, car ils peuvent intégrer le fonctionnement de la batterie avec le fonctionnement raccordé au réseau et, dans certaines conceptions, le secours. Le mot hybride ne dit pourtant pas ce que le bâtiment vivra pendant un black-out. Un produit peut ne fournir qu’une sortie de secours dédiée; un autre peut prendre en charge un circuit secouru beaucoup plus large. Fronius fournit un exemple concret au sein d’une même famille d’onduleurs: PV Point alimente certaines charges monophasées, tandis que la configuration Full Backup est destinée à l’ensemble du foyer et utilise un onduleur hybride, une batterie et des équipements de commutation de secours. La leçon utile n’est pas la distinction de marque. Elle est que la capacité de secours appartient au système configuré, pas au mot hybride seul. (fronius.com)
Cela rend l’exigence de charge plus utile que l’étiquette produit. Maintenir un réfrigérateur, quelques lumières et les communications est une mission différente de celle qui consiste à maintenir des pompes, des équipements de cuisson, la climatisation ou la plupart des circuits domestiques disponibles. Ces attentes influencent la puissance qui doit être disponible en mode secours et les charges placées du côté secouru. L’énergie de la batterie détermine ensuite la durée pendant laquelle cette alimentation peut continuer. À ce stade, l’acheteur n’a pas besoin de concevoir le matériel de transfert ni de vérifier les protocoles batterie; ce sont des contrôles ultérieurs. La première décision est de savoir si le système d’onduleur peut entrer dans le mode de fonctionnement dont le site a réellement besoin.
Off-grid signifie un fonctionnement normal sans réseau public
Un site off-grid part d’un principe différent: il n’existe pas de réseau auquel revenir. Un système off-grid basé sur batterie ne peut donc pas supposer que le réseau public fournira la référence AC locale; un élément du système doit établir et maintenir ce réseau local au quotidien. Le Sunny Island de SMA en est un exemple: son onduleur batterie forme le réseau autonome comme source de tension et régule l’équilibre entre l’énergie fournie et l’énergie consommée. Le PV peut alimenter ce réseau local, la batterie peut absorber ou fournir de l’énergie, et un groupe électrogène peut être ajouté comme autre source. (manuals.sma.de)
L’absence de réseau public change la conséquence de chaque déficit énergétique. Dans une maison normalement raccordée au réseau, une période nuageuse ou une hausse soudaine de la demande peut souvent être couverte en important davantage d’électricité. Dans un système off-grid, le déficit doit être couvert par la production locale, l’énergie stockée, une autre source locale comme un groupe électrogène, ou par une réduction de la demande. Une conception off-grid doit donc résoudre deux problèmes qu’une maison raccordée au réseau peut normalement renvoyer au service public: maintenir l’alimentation électrique locale et couvrir l’équilibre énergétique dans le temps. Ajouter une batterie à un onduleur on-grid conventionnel ne résout pas, à lui seul, l’un ou l’autre.
Le choix de catégorie peut maintenant être fait sans transformer les trois termes en classement de fonctionnalités. Si le réseau est disponible et que perdre l’alimentation pendant une coupure est acceptable, un système on-grid conventionnel peut satisfaire l’exigence opérationnelle. Si le réseau fait partie du fonctionnement normal mais que certaines charges doivent continuer lorsqu’il tombe en panne, le système a besoin d’une capacité de secours ou d’îlotage vérifiée; un onduleur hybride est une voie courante, mais son mode de secours réel doit correspondre à l’exigence de charge. Si aucun réseau n’est disponible pour le fonctionnement normal, le site a besoin d’une architecture off-grid capable de maintenir l’alimentation locale.
Ce n’est qu’après ce choix que les détails tels que l’équipement de transfert, la compatibilité batterie et l’architecture de couplage deviennent des filtres utiles entre produits spécifiques. Commencer par ces spécifications trop tôt rend des systèmes très différents comparables parce que leurs brochures utilisent les mêmes mots. Commencez plutôt par trois conditions de fonctionnement: ce que l’onduleur doit faire lorsque le réseau est présent, ce qu’il doit faire lorsque le réseau est indisponible, et si le site dispose d’un réseau sur lequel s’appuyer. Cette réponse réduit le type d’onduleur avant que la comparaison produit ne commence.
