Pourquoi SolarEdge - Alternative Energies

Pourquoi SolarEdge
Nombreux problèmes rencontrés dans les systèmes PV basés sur des
onduleurs centralisés
- Tous les strings doivent avoir le même nombre de modules
- Tous les modules doivent être manufacturés par le même fabricant et avoir la même puissance
nominale.
- Quand bien même, les modules sortant d’une même ligne de production ne sont pas identiques – leur
disparité variant le plus souvent de 3% et 5%, soit autant d’énergie perdue.
- Un ombrage partiel sur un module ou une partie du string peut réduire à néant l’énergie produite par
la totalité du string. 10% d’ombrage sur un module peut réduire de 90 à 100% sa production
d’énergie. Ceci est également le cas pour la poussière, les lâchés d’oiseaux ou tout autre type de
dépôts sur les modules.
- Les modules rattachés à un même onduleur doivent tous avoir la même orientation.
- Les variations de température et de radiation solaire génèrent de larges sauts de tension à la sortie des
modules et encore plus larges à l’entrée de l’onduleur. Cela a un effet désastreusement négatif sur le
rendement de l’onduleur centralisé qui s’éloigne alors significativement de son rendement optimum
théorique (lequel n’est atteint qu’en laboratoire à sa tension optimale).
- Les installateurs doivent calculer la bonne longueur de string de telle sorte que :
o Sa longueur minimum ne génère jamais de sous-tension durant les jours les plus chauds ou
les moins ensoleillés de l’année, ayant pour effet l’arrêt de l’onduleur et la perte de quantité
importante d’énergie.
o Sa longueur maximum ne génère pas une surtension durant les jours les plus froid ou les plus
ensoleillés de l’année, ayant pour effet d’endommager l’onduleur et de causer des coûts de
réparation importants, voire de nécessiter son remplacement.

Ces pertes sont souvent appelées « pertes MPPT statiques »..
- Chaque fois que la température, la radiation solaire, les conditions de poussière ou d’ombrage
changent, l’algorithme MPPT central doit trouver le nouveau Point de Puissance Maximum et le fera
à vitesse réduite, l’onduleur, parce que connecté à une forte puissance, se devant de rester
conservateur. Cette réactivité ralentie se traduit par une perte d’énergie appelée « perte MPPT
dynamique ».
- Problèmes de sécurité: A tout instant durant l’installation, il existe une forte tension DC en bout de
string, laquelle constitue un sérieux danger pour les installateurs, employés de maintenance ou
pompiers.
- Absence de monitoring précis et incapacités à identifier précisément les pannes ou défauts
techniques.
Architecture DC Décentralisée
La solution de tous ces problèmes ne peut pas venir juste d’un autre “meilleur onduleur”. Ces problèmes de
niveau système ne peuvent être résolus sans une nouvelle approche.
C’est exactement la démarche retenue par SolarEdge : Décentraliser ce qui devait l’être (MPPT) et
centraliser ce qui devait le rester (la conversion DC à AC).
La solution SolarEdge est constituée de trois composantes importantes (voir aussi schéma):

Powerbox SolarEdge: Elle effectue le suivi MPP en local c.a.d. au niveau du module et assure donc que
chaque module opère à puissance maximale en permanence. Ceci se traduit par :
- l’absence de pertes dues à la disparité des modules.
- l’absence de pertes dues à l’ombrage partiel.
- La possibilité d’installer sur un même string des modules de tous types ou puissances, éliminant le
besoin de les trier en amont. De plus, si un module vient a être volé, il peut être remplacé par
n’importe quel autre module disponible.
Onduleur SolarEdge: Quelque soit le nombre de modules dans le string, la température ambiante, la
radiation solaire, les dépôts et ombrages partiels sur le module, l’architecture SolarEdge permet de maintenir
la tension du string constante, ceci ayant les avantages suivants:
- L’onduleur n’est pas seulement simplifié (conversion DC/AC), mais il réalise cette conversion à la
tension constante qui permet de l’optimiser. Le rendement de l’onduleurs SolarEdge est par
conséquent toujours optimum (97.6%), en permanence.
- L’onduleur SolarEdge est très fiable car son électronique est plus simple (pas de MPPT) et parce que
tous ses composants sont soumis à des variations très faibles de tension (tension de string constante).
- Il n’y a plus de limite au nombre de modules que l’on peut connecter dans un string (jusqu’à 25
modules pour un onduleur monophasé et jusqu’à 50 modules pour un triphasé). Cela permet au
propriétaire du système d’ajouter des modules à sa guise sans le besoin de concevoir une architecture
nouvelle.
- La température, la radiation solaire, les dépôts etc. n’ont plus d’influence sur la tension du string: les
calculs de longueur de string s’en trouvent désormais inutiles et l’occurrence des pannes d’onduleur
largement diminuée. Les temps de fonctionnement du système sont ainsi optimisés.
En résumé, dans un système SolarEdge, les modules travaillent à leur puissance maximum en permanence et
l’onduleur est à son rendement optimal tout le temps. C’est pourquoi un système SolarEdge peut améliorer
les performances annuelles d’une centrale de 5 à 25%.
Le serveur de Monitoring SolarEdge: Chaque Powerbox SolarEdge est équipé d’un système de
monitoring. Toutes les 15mn, la Powerbox transmet les données de Puissance, Energie, Tension, Courant et
Température sur les lignes DC à l’onduleur. L’onduleur est équipé d’un récepteur qui collecte les données et
d’une mémoire tampon pour les stocker (en cas d’interruption momentanée). L’onduleur les communique
alors par internet au serveur de monitoring SolarEdge.
Le serveur de monitoring SolarEdge ne se contente pas de collecter des données au niveau de chaque
module en temps réel. Il est également capable de les analyser, de notifier les problèmes dès qu’ils
apparaissent de même que de les anticiper grâce à un moteur à règles et à intelligence artificielle.
L’operateur du système peut être alerté ainsi immédiatement par e-mail ou par sms d’un default ou d’une
dégradation d’un des composants et prendre dès lors les mesures adéquates à temps. Le système de
monitoring SolarEdge lui permet également de comparer facilement les performances des modules et
d’anticiper le moment opportun pour les nettoyer.

Sécurité
A tout instant durant l’installation, il existe une forte tension DC en bout de string, laquelle constitue un
sérieux danger pour les installateurs, employés de maintenance ou pompiers.
Durant l’installation et tant que les Powerbox ne sont pas connectes a l’onduleur ou que l’onduleur n’est pas
connecte au réseau, toutes les Powerbox se maintiennent en tension de sécurité de 1 Volt, rendant le système
totalement sécurisé.
De même à l’arrêt du système, des que le courant AC est déconnecté, l’onduleur se déconnecte aussi et
s’arrête et toutes les Powerbox descendent immédiatement à leur tension de sécurité de 1V.
Par précaution supplémentaire, particulièrement dans le cas d’une incapacité à couper le courant AC (lieu
inconnu, connecteur en feu, etc.), modules et onduleur sont mis à l’arrêt dès que la température excède une
valeur prés-définie, ceci éliminant des procédures complexes avant l’intervention sur un incendie.
Anti Vol
Le vol de plus en plus fréquent de modules PV devient une menace qu’il faut traiter de manière
fondamentale. SolarEdge a conçu ses Powerbox de telle manière que :
 Chaque module volé sera immédiatement signale par le système de contrôle (par sms ou email).
Cette fonctionnalité est prévue de fonctionner de nuit dans des versions ultérieures de la Powerbox
(non implémentée a ce jour).
 Chaque module volé sera inutilisable avec tout autre onduleur, même de SolarEdge, autre que celui
pour lequel il a été enregistre (automatiquement a sa connexion).