Un onduleur hybride monophasé peut-il fournir du courant alternatif triphasé ?
Dans un système solaire hybride, les onduleurs hybrides sont souvent utilisés en maison ou en petit tertiaire, et leur sortie alimente toujours des charges monophasées. Un onduleur hybride monophasé peut-il alors fournir du courant alternatif triphasé ? Pour le déterminer, il faut d’abord comprendre les différences fondamentales entre le monophasé et le triphasé.
Le courant alternatif monophasé ne comporte qu’un conducteur de phase (L) et un neutre (N). L’onde de tension est une seule sinusoïde à phase fixe. Il n’existe pas de tension composée (entre phases) ; la tension simple (entre phase et neutre) est généralement de 220 V / 230 V, destinée à l’usage domestique : éclairage et appareils ménagers. Le courant alternatif triphasé comporte trois phases (L1 / L2 / L3) et un neutre (N). Les trois ondes sont déphasées de 120° exactement, et la tension composée (par exemple L1-L2) vaut √3 fois (environ 1,732) la tension simple. Cela crée un champ magnétique tournant stable, utilisé en industrie pour les charges de forte puissance et de grande stabilité, comme les moteurs industriels et les climatiseurs centraux commerciaux.
Un onduleur hybride monophasé classique, de par sa conception, ne fournit qu’une sortie monophasée et ne peut pas générer directement trois sinusoïdes déphasées de 120°. Il ne peut donc pas ondulater directement du courant alternatif triphasé. En revanche, si l’on veut du triphasé à partir d’onduleurs hybrides monophasés, on peut le faire avec des modèles capables de fonctionner en parallèle : on connecte au moins trois onduleurs hybrides monophasés du même modèle, chacun produisant sa propre tension alternative. Les trois signaux sont maintenus à 120° électriques, formant une sinusoïde triphasée symétrique standard. On obtient ainsi du courant alternatif triphasé.
Cette solution ne restructure pas le circuit de l’onduleur hybride monophasé : elle étend ses fonctions grâce à la technologie du parallèle. Elle conserve la complémentarité PV / réseau / batteries, tout en répondant aux besoins des charges triphasées.
En pratique, l’utilisateur peut ajuster la puissance de sortie selon la demande lorsqu’il met des onduleurs en parallèle. Dans un contexte industriel, si la demande d’une phase est déséquilibrée, on ajuste le schéma de parallèle triphasé pour obtenir la puissance voulue sur cette phase. Prenons l’onduleur hybride monophasé Xindun HP PLUS+ (10 kW / 12 kW) : il gère le parallèle triphasé et accepte jusqu’à six onduleurs en parallèle pour fournir du courant alternatif triphasé. Les connexions triphasées forment plusieurs combinaisons, pour des scénarios de « charges équilibrées » comme de « charges déséquilibrées ».
Comment connecter des onduleurs hybrides monophasés en parallèle triphasé ? L’onduleur hybride Xindun HP PLUS+ (10 kW / 12 kW) propose sept combinaisons :
① Trois onduleurs en parallèle forment un système triphasé « 1+1+1 » : un onduleur par phase, chacun fournissant une phase (conducteur de phase).
② Quatre onduleurs en parallèle forment un système triphasé. La première phase a deux onduleurs, les deuxième et troisième n’en ont qu’un. C’est une combinaison « 2+1+1 » : deux onduleurs fournissent une phase, les deux autres fournissent chacun une phase.
③ Cinq onduleurs en parallèle forment un système triphasé. Il existe deux combinaisons : « 2+2+1 » et « 3+1+1 ».
Système triphasé « 2+2+1 » : une phase est fournie par un seul onduleur, et chacune des deux autres phases est fournie par deux onduleurs.
Système triphasé « 3+1+1 » : une phase est fournie par trois onduleurs, et chacun des deux onduleurs restants fournit une phase.
④ Six onduleurs en parallèle forment un système triphasé. Il existe trois combinaisons : « 2+2+2 », « 3+2+1 » et « 4+1+1 ». Combinaison « 2+2+2 » : deux onduleurs sont groupés par phase, chaque groupe de deux fournissant une phase.
Combinaison « 3+2+1 » : trois onduleurs groupés pour la première phase, deux pour la deuxième, un pour la troisième.
Combinaison « 4+1+1 » : quatre onduleurs groupés pour une phase, et chacun des deux onduleurs restants fournit une phase.
Les combinaisons « 1+1+1 » (trois onduleurs) et « 2+2+2 » (six onduleurs) sont des combinaisons équilibrées. Un système triphasé « 1+1+1 » totalise 30 kW / 36 kW : il convient aux petits équipements à charges triphasées équilibrées, comme de petits moteurs triphasés et des congélateurs commerciaux triphasés, pour des besoins de puissance de base et des charges stables. Le système triphasé à six onduleurs « 2+2+2 » fournit 60 kW / 72 kW. Les trois phases sont pleinement équilibrées et la puissance atteint la limite de parallèle de ce modèle : il convient aux charges industrielles de taille moyenne (lignes de production moyennes, grands climatiseurs centraux commerciaux). Il offre aussi une meilleure redondance : si un onduleur d’une phase tombe en panne, l’autre onduleur de la même phase peut encore assurer une alimentation de base et réduire le risque d’arrêt.
Si l’utilisateur a besoin de « deux phases plus chargées et une plus légère », ou si la puissance d’une phase est nettement supérieure aux deux autres, les combinaisons déséquilibrées « 2+1+1 », « 3+2+1 », « 3+1+1 » ou « 4+1+1 » s’adaptent au cas réel. L’onduleur hybride monophasé Xindun HP PLUS+ (10 kW / 12 kW) gère le parallèle triphasé et accepte jusqu’à six unités, pour une puissance totale maximale de 60 kW / 72 kW, avec une grande souplesse d’évolution. Cette fonction convient particulièrement à ceux qui veulent agrandir le système progressivement : on choisit le nombre d’onduleurs selon le besoin actuel, puis on en ajoute à mesure que la charge augmente.
L’onduleur hybride monophasé Xindun HP PLUS+ (10 kW / 12 kW) se configure en trois modes : hybride, hors réseau et injecté au réseau. Il combine PV, réseau et batterie, et fonctionne aussi sans batterie. Doté de deux MPPT, il accepte une tension d’entrée PV maximale de 500 V. Sa plage de suivi MPPT en tension continue PV va de 125 V à 425 V. Il délivre une sortie sinus pur haute fréquence, avec un rendement de conversion jusqu’à 94 %. Il prend également en charge des réglages de charge et de décharge à plages horaires, pour tirer parti des tarifs pointe / creux et économiser l’électricité.
