Le Dynamic Peak Manager des onduleurs Fronius : alternative aux micro-onduleurs

Cela n’aura échappé à personne : pour pouvoir produire de façon satisfaisante, les panneaux solaires ont besoin de luminosité. Mais qu’en est-il lorsqu’une cheminée, un arbre ou un bâtiment voisin peut créer de l’ombrage sur votre installation solaire pendant quelques heures dans la journée ?

Ceux qui auront fait quelques recherches sur le sujet penseront alors difficile d’obtenir un rendement d’énergie solaire satisfaisant avec un onduleur de chaîne classique et préfèrerons passer par la case « micro onduleurs », et pourtant !

Il existe une solution intelligente de la gestion de l’ombrage qui s’intègre directement dans un onduleur. C’est cette solution que nous préconisons sans retenue en cas d’ombrage à nos clients chez Terre Solaire : le Dynamic Peak Manager de Fronius. Elle à l’avantage de rendre l’installation moins onéreuse à l’investissement, tout en permettant une efficacité similaire voire supérieure à celle de micro-onduleurs dans le cas d’une installation photovoltaïque en un seul pan correctement orienté.

1. Qu’est-ce que le Dynamic Peak Manager ?

Le Dynamic Peak Manager est algorithme intégré dans un onduleur Fronius.

Il permet d’assurer en temps réel le suivi du point de puissance maximale d’un courant qui n’est pas linéaire, c’est pourquoi on l’appelle aussi « Maximum Power Point Tracker ». Son rôle est de définir la puissance moyenne globale d’une installation en prenant en compte la puissance unitaire de chaque panneau et d’en définir une moyenne. De cette façon, l’onduleur transforme intelligemment le courant électrique continu généré individuellement par chaque panneau solaire en un courant alternatif global (le même que celui utilisé par nos appareils domestiques).

Jusqu’ici, rien d’incontournable puisque tous les onduleurs remplissent cette mission. Mais là où l’algorithme apporte une valeur ajoutée, c’est lorsqu’un ombrage partiel apparaît sur l’installation photovoltaïque : le Dynamic Peak Manager permet tout simplement de faire « disparaître » du calcul de moyenne le/les panneaux concernés par l’ombrage pour se concentrer sur les panneaux produisant à pleine puissance. Techniquement, cela est rendu possible grâce à l’utilisation de « diodes de dérivation » aussi appelées « bypass ». Lorsque le panneau est totalement ou partiellement à l’ombre, la diode devient conductrice et offre un nouvel itinéraire au courant électrique, lui permettant de contourner le circuit électrique du panneau comme si celui-ci n’existait pas. Et cette prise en compte agile des panneaux s’adapte en temps réel en fonction du retour de la luminosité ou de l’ombrage.

2. Micro onduleurs ou Dynamic Peak Manager : qui gagne ?

A – Performance

Commençons avec les incontournables micros onduleurs. Ces petites « boîtes » sont des versions miniatures de l’onduleur classique et remplissent le même rôle, soit transformer le courant continu en courant alternatif. Elles sont fixées derrière chaque panneau et ne gèrent qu’un seul panneau solaire à la fois.

Chaque panneau dispose ainsi de son propre onduleur pour produire de l’électricité de façon indépendante, sans risque d’impacter la productivité des autres modules branchés en série. De cette façon, chaque panneau produit à son niveau optimal et n’est plus « bridé » par les autres. La moyenne de production globale se retrouve optimisée. 

S’il est vrai que cette solution technique est efficace, particulièrement lorsqu’une installation photovoltaïque est criblée d’ombrages multiples (sorties de cheminées multiples, toits superposés, chiens-assis…) ou si elle se divise sur plusieurs pans aux orientations différentes, elle aura aussi le désavantage de voir sa production d’électricité solaire s’amorcer plus tardivement car nécessite une tension minimum pour fonctionner. En d’autres termes, une installation solaire munie de micro-onduleur commencera à produire une petite heure après le lever du soleil, là où les onduleurs classiques permettent une production quasi immédiate dès les premiers rayons émergeants.

Côté Fronius, le Dynamic Peak Manager permet un rendement au moins similaire voire supérieur.

Chez Terre Solaire, nous savons que les promesses commerciales sur le papier peuvent parfois être extrapolées et nous préférons tester voire éprouver le matériel sur le terrain afin de confirmer ou non son efficacité en pratique.

Ici, nous avons voulu vérifier la performance du Dynamic Peak Manager sur une installation résidentielle de 9 kWc (27 panneaux) répartie en deux champs indépendants, sur deux pans de toiture. Le premier pans (en bleu) appelé “Champ 1” constitue une première série de panneau et le second (en vert) une deuxième série de panneaux. Nous avons camouflé un des panneaux solaires (à 80%) du “Champ 2” (en vert) de 12h à 13h30 environ, heure à laquelle l’installation produit à pleine puissance.

Le constat est sans appel : Nous avons perdu 100% de la puissance de ce panneau alors que les 8 restants sur ce même “Champ 2” produisaient environ 204 W chacun. Au même moment, chacun des 18 panneaux du second champ produisait environ 208 W sur chacun des 18 panneaux sans ombrage (en “Champ 1”) soit un peu moins de 2% de différence.

Il y a certes une baisse de production, mais elle n’est pas aussi importante que ce que nous aurions pu croire en nous basant sur les dires des producteurs de micro-onduleurs (2% constatée avec le Dynamic Peak Manager contre 15 à 18% estimée avec une installation classique). La présence d’ombrage sur le panneau est correctement traitée : son absence n’impacte pas réellement la production moyenne des panneaux branchés sur la même série. Le Dynamic Peak Manager fait le job, et il le fait même très bien !   

 

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B – Coût de l’installation

Parlons peu, parlons bien : les micro-onduleurs souvent plus onéreux à l’investissement, mais aussi en cas de remplacement.

Les petites installations (jusqu’à 3kWc) ne verront pas une grande différence de coût à l’investissement. Mais à partir de cette puissance, les micro-onduleurs gonflent la facture. Ne parlons même pas des installations de grandes puissances pour les professionnels : c’est une folie à laquelle on privilégiera des optimiseurs.

Concernant maintenant son coût dans le temps : les micro-onduleurs sont livrés avec des garanties matérielles dépassant toutes attentes (de 15 à 30 ans). Celles-ci leur permettent d’être remplacés dans ce laps de temps (n’oublions qu’ils sont constamment exposés à la chaleur et à l’humidité contrairement à l’onduleur classique). Sauf que, cette opération nécessite la plupart du temps une intervention plus complexe pour le technicien qui doit obligatoirement monter en toiture pour soit remplacer le panneau intégralement ou bien séparer panneau et onduleur. De plus, des fournitures de connectiques supplémentaires sont la plupart du temps indispensables pour pouvoir s’adapter à l’installation initiale (les modèles de micro-onduleurs évoluant très régulièrement). On passe alors d’un remplacement hâtivement annoncé comme « gratuit » à une intervention bien plus onéreuse que le remplacement d’un unique onduleur placé dans un garage ou une entrée. Et ça, bon nombre d’installateurs peu scrupuleux se garderont bien de vous le faire savoir !

Côté Dynamic Peak Manager, la rentabilité est supérieure. Et oui ! Qui dit unique onduleur dit unique remplacement et unique intervention en cas de panne ou dysfonctionnement. Elle se passe généralement au sol et en quelques minutes car le diagnostic et le montage/démontage sont réalisés en une seule intervention : pas besoin de monter en toiture pour y démonter panneaux et connectiques et seul l’onduleur est substitué.

Soyons clairs néanmoins, le coût d’un onduleur n’est pas négligeable non plus. Mais il s’agit de l’unique composant électronique pouvant rencontrer une panne dans la dizaine d’années à venir et son remplacement sera toujours moins onéreux que celui de multiples micro-onduleurs. De plus, Terre Solaire étant “System Partner” de Fronius, nos techniciens ont la possibilité de remplacer la carte électronique ou tout autre composant d’un onduleur sur place, sans le remplacer entièrement, et sans casser la garantie. Un gain de temps, d’argent et une garantie qui dure réellement dans le temps.

Conclusion

Face aux micro-onduleurs parfois un peu trop facilement recommandés, le Dynamic Peak Manager, Fronius réalise une prouesse de rendement aussi efficace avec un seul onduleur pour toute une installation résidentielle, permettant aux futurs producteurs de profiter pleinement du potentiel solaire de leur toiture. Et cela n’a pas qu’un avantage : moins onéreuse à l’achat et plus rentable dans le temps, une installation munie du Dynamic Peak Manger de Fronius est indubitablement plus pertinente si votre objectif est d’atteindre une rentabilité optimale.