Qu’est ce que l’écrêtage solaire ? ✂️☀️🤔 (et pourquoi écrêter peut être une bonne chose…)

Tout le jeu du photovoltaïque consiste à définir le bon couple “puissance panneaux (kWc)- puissance onduleur (kW)” afin de maximiser la production sur les plages de faibles puissances, minimiser les pertes liées à l’écrêtage, avec comme objectif de produire le mieux CAD le plus possible sur une année complète !

Audric Gaudin, Directeur de Libow

La plupart des professionnels du solaire préfèrent éviter les détails techniques🔧 pour simplifier la vente. Nous croyons en l’importance de donner à tous le pouvoir de comprendre pour faire des choix éclairés💡afin d’obtenir le maximum de l’autoconsommation solaire. ☀️🔋

Comprendre l’écrêtage est indispensable pour que vous soyez capable de faire le bon investissement.💰Sans comprendre l’intérêt de l’écrêtage vous risquez de choisir un onduleur dont la puissance en Watt sera égale à la puissance des panneaux en Watt-Crête et vous risquez de perdre en rentabilité.💸

On va vous expliquer ce qu’est l’écrêtage de la production solaire ☀️⚡par les onduleurs et pourquoi il peut souvent être avantageux de sous-dimensionner votre onduleur par rapport à la puissance crête de vos panneaux.

Voulez-vous produire à pleine puissance quelques heures par an🕑 ou préférez-vous optimiser la rentabilité de votre installation solaire tout au long de l’année ? 📅

Si vous voulez de la rentabilité, nous sommes là pour vous aider à faire le bon choix. Bonne lecture ! 📚

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Sommaire

• 1️⃣ Quel est le rôle de l’onduleur?💼 
• 2️⃣ Rendement, pertes et plage de puissance de l’onduleur💹 
• 3️⃣ Que veut dire « écrêter » ?🗯️ 
• 4️⃣ Pourquoi l’écrêtage peut-il minimiser les pertes?💰 
• 5️⃣  Comment savoir quand sous-dimensionner un onduleur ?➗
  
• 6️⃣ Fiche Résumé/Mémo 🧠

🚨Attention: Dans cet article on parle de sous-dimensionner l’onduleur par rapport à la puissance crête totale des panneaux solaires. Si vous n’êtes pas sûr de comprendre ce qu’est un kWc (kilowatt-crête) vous devriez lire cet article 👓👇

Article recommandé 📰: Qu’est ce qu’un kWc (kilowatt-crête) ?

 

1️⃣ Quel est le rôle de l’onduleur 💼

Les panneaux solaires produisent du courant continu⚡alors que nos appareils électriques fonctionnent sur le courant alternatif. L’onduleur est donc chargé de convertir ou « onduler » le courant continu en courant alternatif.

2️⃣ Rendement de l’onduleur 💹

Le rendement d’un onduleur en % exprime sa capacité à convertir le courant continu qu’il reçoit des panneaux, en courant alternatif💱. Donc si un onduleur à un rendement de 90% pour 1000 watts reçus, il donnera 900 watts en sortie (90% de 1000 watts).

Un onduleur n’a pas un rendement constant. Son rendement optimal correspond à un taux d’utilisation optimal compris entre 30% et 100%. 💯

Exemple pour un onduleur de 3 kW (=3000 Watts)

Courbe de rendement à différents taux d’utilisation – Les barres verticales indiquent un répartition standardisée des heures de plages de puissance utilisée pour le calcul du « Rendement Européen Pondéré »

Puissance à convertir	Taux d’utilisation	Rendement	Perte
1500 W	50%	95,4%	4,6%
900 W	30%	94,8%	5,2%
600 W	20%	93,8%	6,2%
150 W	5%	84,9%	15,1%

Taux de rendement et de perte en fonction du taux d’utilisation de l’onduleur

Sur les fiches techniques📝des onduleurs nous pouvons observer que le rendement est exprimé sous 2 formes : 

•  le Rendement Maximal 🔝 (dans l’exemple ci-dessus 95,4% pour 50% de taux d’utilisation)
• « Rendement Européen Pondéré » 🆗 il s’agit d’une norme de calcul qui donne une moyenne de rendement avec un mix d’heures à différents taux d’utilisations⏰🔄⚡. Cette valeur est plus représentative de la réalité d’une journée de production solaire.

Fiche Technique pour la gamme d’onduleurs monophasés HD Wave de la marque SolarEdge

Le Rendement Européen Pondéré est donc systématiquement plus faible⬇️ que le rendement maximal d’un onduleur et aussi plus représentatif du rendement réel qu’un autoconsommateur solaire aura dans une journée☀️📊🌍.

De plus, les onduleurs ont besoin d’une puissance minimale pour démarrer cela signifie que chaque fois que la production est inférieure à ce minimum, la totalité de l’énergie est perdue. ⚡🗑️ 

Pour faire très simple, moins l’onduleur est sollicité, plus son rendement est faible !

3️⃣ Que signifie « écrêter » ? 🗯️

Le terme « écrêtage » fait référence à la limite de capacité 🔝🚫 de l’onduleur à convertir le courant🔌🔄. Les onduleurs ont une puissance maximale qu’ils peuvent convertir. Si les panneaux solaires produisent plus que cette capacité limite de l’onduleur, l’énergie supplémentaire n’est pas convertie, elle est donc perdue⚡️🗑️. C’est ça l’écrêtage, car les pics de production des panneaux sont « écrêtés » par l’onduleur⛰️. 

Exemple: Une installation a 3 kWc de panneaux installés et un onduleur de puissance maximale de 2600 W, l’installation ne produira donc jamais plus de 2600 W, même si les panneaux pourraient produire plus de 2600 Watts !

4️⃣ Pourquoi peut-il être intéressant d’écrêter ? 💰

Puisque le soleil se lève et se couche 365 jours par an🌅🌄il y a au moins 2 moments chaque jours où les panneaux solaires reçoivent peu de rayonnements solaires🌤️🔆🔻. Par conséquent, avec les jours de mauvais temps ou même à chaque passage d’un gros nuage, les moments de basse puissance sont plus fréquents que les pics de production.

Si nous choisissons un onduleur de la même puissance que la puissance crête des panneaux pour éviter l’écrêtage, pendant la majorité de l’année 📅, lorsque la production est faible, le taux d’utilisation de l’onduleur sera également faible (relativement à la capacité de l’onduleur), entraînant d‘importantes pertes sur les plages de faible puissance. 📉

L’écrêtage amène 2 situations:

1. ✂️⛰️Perte de production sur les pics de production (exemple sur le midi en été) 🕒
2. 📈⚡️Gain de production sur les plages de faible puissance (toute l’année) 📅

C’est pourquoi tout le jeu du photovoltaïque consiste à trouver l’optimum 🔝✅ auquel on minimise la perte d’écrêtage et où l’on maximise le gain sur les plages de basse puissance.

 

C’est pourquoi il peut être bénéfique d’accepter un certain écrêtage✂️😎. En limitant la puissance de l’onduleur à un niveau inférieur à la puissance crête de vos panneaux, vous réduisez considérablement les pertes 🛡️🔻 liées à la conversion du courant. Votre production annuelle sera donc plus élevée, rendant votre installation plus rentable. 💰💡🏆 

5️⃣Comment savoir quand sous-dimensionner un onduleur ?

Vous l’avez compris, il peut être bénéfique pour la rentabilité de votre installation d’accepter un certain écrêtage en sous-dimensionnant l’onduleur. ↘️📏✅ Mais ce n’est pas toujours le cas ! Comme souvent dans le photovoltaïque, le choix du dimensionnement de l’onduleur dépend de multiples facteurs 🔢🔀📊💡.

Tous les onduleurs n’ont pas la même courbe de rendement 📈, certains atteignent leur rendement maximal pour un taux d’utilisation de 50% et non de 100%. La répartition des heures en taux d’utilisation dépend aussi de votre localisation géographique 🌍📍, de l’inclinaison ↕️↗️, de l’orientation 🧭 des panneaux etc…

Diagramme des pertes, obtenu lors d’une simulation d’installation photovoltaïque avec l’outil SolarEdge Designer

Pour prendre le maximum de critères en compte dans le dimensionnement de l’onduleur les professionnels 💼utilisent des outils de simulation 🔧🖥️📊 qui permettent, pour une puissance de panneaux en Watt-Crête donnée, et dans des conditions précises, de comparer plusieurs onduleurs et d’obtenir des « diagrammes de pertes » ainsi bien-sûr que la production anuelle totale attendue🏭📈📅.

Capture d’écran d’un outil de dimensionnement et de simulation photovltaïque professionnel, PVSYST

Comme nous l’avons vu, un onduleur convertit en énergie utilisable 🔌🍳 pour nos équipements électriques qu’une partie de l’énergie solaire qu’il reçoit ☀️🔄🔌. Ce n’est pas le seul facteur qu’il influence la production solaire réelle d’une installation photovoltaïque.

Prochainement on vous expliquera comment on passe d’un rayonnement solaire 🌈reçu par un panneau photovoltaïque à un kWh⚡️utilisable dans votre maison 🏠 !

(PROCHAINEMENT)📅📰🔜 Comment on passe d’un rayonnement solaire reçu par un panneau PV à un kWh utilisable ?

6️⃣Fiche Mémo 🔑🧠

• 🔑 Rôle Onduleur 🧠➡️ Convertir courant continu des panneaux en courant alternatif utilisable à la maison
• 🔑 Taux Utilisation Onduleur 🧠➡️Pourcentage de puissance sollicité de l’onduleur par rapport à capacité max. onduleur à un instant T
• 🔑 Rendement Onduleur 🧠➡️Pourcentage du courant converti (non perdu) par l’onduleur par rapport à courant total produit par panneaux
• 🔑 Ecrêtage 🧠➡️ Pertes des pics de production des panneaux dus à limite capacité maximale onduleur
• 🔑 Perte en basse puissance🧠➡️ Elec. produite par panneaux perdue car puissance/tension insuffisante pour démarage onduleur
• 🔑 Rendement Européen Pondéré 🧠➡️ Rendement moyen onduleur pour un mix réaliste de taux d’utilisation (norme EU) se trouve après rendement Max. sur fiche technique
• 🔑Dimensionnement optimal onduleur 🧠➡️ Dimensionnement qui minimise pertes écrêtage et maximise gains plages faible puissance
• 🔑Sous-Dimensionnement de onduleur 🧠➡️Choix d’un onduleur dont capacité max. est inférieure à puissance crête totale des panneaux installés

Nous espérons que cet article vous aura plus 📖😊👍 et surtout aidé à comprendre de nouveaux concepts importants 🆕🧠👨‍🏫✅.

Si vous avez des questions n’hésitez pas à les poser en commentaires🙂🗨️