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Plus de courant alternatif à partir de panneaux solaires
L'énergie solaire ne se résume pas à des panneaux de verre bleu scintillant sur les toits. Les onduleurs qui convertissent le courant continu créé par les panneaux solaires en courant alternatif prêt pour le réseau sont tout aussi importants. En règle générale, tous les panneaux d'un système photovoltaïque sur le toit sont connectés à un grand onduleur monté sur le côté d'une maison.
Derrière la scène: De petits micro-onduleurs, tels que celui illustré ci-dessus, peuvent être fixés derrière chaque panneau solaire pour convertir le courant continu en courant alternatif et améliorer l'efficacité globale du système.
Commencez Enphase Énergie de Petaluma, en Californie, fabrique actuellement les premiers micro-onduleurs. Ces onduleurs plus petits peuvent être boulonnés au rack sous chaque panneau solaire, pour convertir le courant continu en courant alternatif pour chaque panneau individuellement. La société affirme que les appareils augmenteront l'efficacité d'un système photovoltaïque de 5 à 25 % et réduiront le coût de l'énergie solaire.
Enphase a levé plus de 20 millions de dollars lors de sa dernière levée de fonds. L'entreprise s'est associée à divers distributeurs et partenaires, dont le fabricant de modules solaires Suntech Power Holdings et installateur Akeena solaire , pour apporter son appareil aux clients. Les micro-onduleurs pourraient être utilisés sur des systèmes photovoltaïques résidentiels, commerciaux ou même à grande échelle, explique Todd Wilson, partenaire général de Partenaires RockPort Capital , l'un des principaux investisseurs dans la technologie d'Enphase.
En plus de la conversion DC-AC, les onduleurs sont chargés d'obtenir le maximum d'énergie des modules solaires. Ils ont un circuit logique qui recherche en permanence les meilleurs niveaux de tension et de courant auxquels les panneaux peuvent fonctionner. (La puissance est le produit de la tension et du courant.)
Dans un système photovoltaïque conventionnel, les panneaux solaires sont câblés ensemble en série et leur alimentation CC haute tension combinée est acheminée vers un onduleur. Par conséquent, le circuit logique de l'onduleur optimise les niveaux de courant et de tension totaux. Mais si le courant d'un panneau baisse, cela limite la sortie globale du système. Quelque chose d'aussi simple qu'une feuille soufflant sur un module, ou de la poussière, des débris ou de l'ombre sur un module, affectera l'ensemble de tous ces modules connectés en série, explique Leesa Lee, directrice du marketing chez Enphase.
Les micro-onduleurs optimisent individuellement les niveaux tension-courant sur chaque panneau. Cela tire le plus de puissance de chaque panneau, puis l'ajoute, augmentant l'efficacité du système. Tout impact sur un module est limité à ce module seul, dit Lee. En outre, le coût de l'équipement des micro-onduleurs est environ 15 % inférieur à celui d'un système traditionnel, dit-elle, car les composants CC coûteux, tels que les combinateurs de signaux et les déconnecteurs, peuvent être remplacés par des pièces CA disponibles dans le commerce.
Le concept de petits onduleurs existe depuis plus d'une décennie, mais la fabrication de dispositifs pratiques a posé des défis techniques. L'une des plus grandes pierres d'achoppement des technologies de micro-onduleurs dans le passé a été l'efficacité de conversion, déclare Marv Dargatz, directeur principal des systèmes d'Enphase. Enphase a converti de nombreuses pièces analogiques dans les circuits en numériques pour réduire la taille de l'onduleur sans sacrifier l'efficacité. L'efficacité de conversion d'un micro-onduleur individuel est de 95,5%, à égalité avec les efficacités des grands onduleurs traditionnels, qui vont de 94 à 96%.
Daniel Kammen , professeur de politique publique spécialisé dans l'énergie à l'Université de Californie à Berkeley, affirme que l'industrie solaire a conservé la convention de connecter des panneaux solaires en chaîne depuis les années 1960, lorsque les onduleurs étaient chers. C'est un peu fou que nous accrochions encore des panneaux solaires en série, dit Kammen. Vous prenez ce qui est maintenant la partie la plus chère du système, les panneaux solaires, et juste en les enchaînant, vous réduisez leur production.
Les micro-onduleurs maximisent la puissance de sortie, mais ils rendent également le système très flexible, explique Kammen. Vous pouvez simplement brancher plus de panneaux à votre baie si vous avez besoin de plus de puissance. Vous ne pouvez pas le faire avec un système traditionnel, dit-il. Si vous ajoutez plus de panneaux que l'onduleur ne peut en accepter, vous devrez remplacer la deuxième partie la plus chère du système : l'onduleur.
Fabricant de semi-conducteurs National Semiconductor adopte une approche différente de la gestion de l'énergie d'un système photovoltaïque. La société a fait un optimiseur de puissance dispositif pour panneaux solaires individuels. L'appareil n'a que le circuit logique pour optimiser les niveaux de courant et de tension - il ne fait pas la conversion d'alimentation CC-CA. Ralf Muenster, vice-président des énergies renouvelables chez National Semiconductor, a déclaré que la société envisageait également de fabriquer des micro-onduleurs. Au lieu de cela, il a choisi de fabriquer l'optimiseur de puissance car il peut fonctionner avec une gamme de tensions plus large que les onduleurs.
Mais les micro-onduleurs pourraient avoir un avantage supplémentaire. Parce qu'ils tirent le courant alternatif d'un panneau solaire, ils transforment essentiellement chaque panneau en une source d'alimentation distincte. Les micro-onduleurs d'Enphase envoient également des données via Internet aux serveurs de l'entreprise. Les utilisateurs peuvent surveiller leur installation en ligne, voir la quantité d'énergie produite par chacun et contrôler où l'énergie de chaque panneau solaire est consommée. Vous pouvez conserver certains des panneaux pour vendre de l'électricité et d'autres pour alimenter votre congélateur, dit Kammen.