Partager
L'écrêtage se produit lorsque les modules solaires produisent plus d'énergie continue que l'onduleur ne peut en convertir en énergie alternative utilisable. L'énergie excédentaire est "écrêtée" et donc gaspillée.
Exemple : Un module de 425 W associé à un micro-onduleur de 325 W permet de réduire la production d'énergie potentielle de 100 W au maximum. Cette situation est illustrée par la figure 5.
L'écrêtage est facilement repérable dans les graphiques de sortie des systèmes solaires. Lorsque l'écrêtage se produit, le graphique présente un pic aplati, ce qui indique que le système produit moins d'énergie qu'il ne le pourrait. Une recherche rapide de l'écrêtage sur reddit/r/solar montre de nombreux exemples de propriétaires se demandant pourquoi leur production d'énergie est plafonnée. Certains commentaires soulignent que les propriétaires sont de plus en plus conscients de l'écrêtage et s'inquiètent de son impact sur les performances de leur système.
Étant donné la prévalence des micro-onduleurs associés à des modules de plus grande capacité, l'écrêtage n'est pas un phénomène rare. Dans de nombreux cas, l'inadéquation entre le module et le micro-onduleur est justifiée par le fait qu'il n'est pas nécessaire de dépenser plus d'argent pour des micro-onduleurs d'une puissance supérieure. Cependant, les petites pertes s'additionnent.
Un écrêtage annuel de 3 % seulement peut coûter 10 724 $ en économies sur la durée de vie d'une installation solaire résidentielle de 15 kW (facteur de capacité de 19 %, 0,30 $/kWh, indexation de 5 % du tarif de l'électricité, 25 ans). En utilisant les mêmes hypothèses, un écrêtage de 2 % réduit les économies de 7 149 $, et 1 % les réduit de 3 575 $.
Dans la figure 7, une analyse des performances réalisée par un fournisseur de micro-onduleurs de premier plan montre que les quantités d'écrêtage varient en fonction de la qualité des conditions solaires (différentes pour chaque ville identifiée) et de la puissance en watts des modules.
Pertes de production de l'année 1 dues à l'écrêtage en fonction de la puissance et de l'emplacement des modules avec un micro-onduleur de 300 W
Les systèmes à onduleur de branche peuvent également se couper si la puissance combinée des modules dépasse la puissance de l'onduleur de branche. Cela peut se produire lorsque le rapport DC:AC est supérieur à 1, ce qui est courant.
Mais les onduleurs de branche d'un système à architecture CC présentent une caractéristique particulière : lorsqu'ils sont associés à une batterie couplée au CC, la production d'énergie au-delà de la plaque signalétique de l'onduleur peut être utilisée pour charger la batterie.
La figure 8 illustre la différence entre les performances des onduleurs à couplage CC et celles des micro-onduleurs un jour où la production solaire dépasse la capacité maximale de l'onduleur (CA).
Avec une batterie couplée en courant continu, l'énergie solaire excédentaire peut charger la batterie. Avec une batterie couplée au courant alternatif ou un système de micro-onduleur, l'énergie excédentaire est écrêtée.
Les installateurs qui ne déploient pas actuellement de batteries pensent souvent qu'il n'y a pas de différence d'écrêtage entre les systèmes de branches et les systèmes à micro-onduleurs si les rapports DC:AC sont les mêmes. Mais c'est le cas.
En définitive, même en l'absence de batterie et avec des rapports DC:AC similaires, un onduleur string écrêtera moins que les micro-onduleurs. Ce sujet étant plus complexe et nuancé que ce qui est décrit ici, un chapitre contenant un exemple spécifique et des détails est disponible ici : Bonus : Clipping showdown : MLPE vs. Optimiseurs.
Les micro-onduleurs et les optimiseurs sont généralement regroupés dans une catégorie technologique appelée électronique de puissance au niveau du module (MLPE). Mais comme les optimiseurs ont l'avantage d'être couplés au courant continu, ils effectuent moins de travail et l'énergie du module peut être acheminée vers la batterie sans subir les pertes habituelles d'écrêtage et de conversion aller-retour. L'une des raisons pour lesquelles les MLPE sont devenus populaires est qu'ils permettent l'optimisation, la surveillance et l'arrêt rapide au niveau du module - des fonctions que les installateurs et les propriétaires recherchent et demandent. Les optimiseurs, comme le TS4-A-O et le TS4-X-O de Tigo (d'une puissance maximale de 700 W et 800 W, respectivement), offrent ces caractéristiques très demandées tout en s'adaptant à des modules solaires très performants.
L'écrêtage est un sujet brûlant pour les propriétaires et les installateurs, en partie parce que le sommet plat de la courbe de production est très visible. Il suffit de jeter un coup d'œil sur un forum de discussion sur l'énergie solaire pour découvrir des propriétaires inquiets qui affichent des graphiques d'écrêtage. Ces messages reçoivent généralement l'une des réponses suivantes :
"Ne vous inquiétez pas, cela diminuera avec le temps "
Il est vrai que l'écrêtage des micro-onduleurs diminuera probablement avec le temps. Mais ce sera probablement moins que ce qui est annoncé. De nombreux utilisateurs citeront comme preuve le document technique d'Enphase sur l'écrêtage. Toutefois, ce document suppose un taux de dégradation de 0,4 % après l'année 1. Les modules REC - qui représentaient la plus grande part des citations dans le rapport EnergySage 1H24, incluent dans leur garantie un taux de dégradation des performances de moins de 0,25 % après la première année. La garantie garantit "à la fin de la 25e année, une production réelle d'au moins 92 % de la puissance nominale". Ainsi, un module de 450 W est toujours garanti pour produire 414 W ou plus ; il s'agit de la dégradation maximale des performances, et non de la moyenne. En outre, le mémoire d'Enphase ne mentionne aucune dégradation de la puissance maximale du micro-onduleur, bien que la garantie du micro-onduleur ne prévoie aucune garantie de performance. Il serait difficile de citer un appareil électronique soumis à des durées de fonctionnement quotidiennes et à des cycles thermiques qui n'ait pas d'impact sur les performances au cours des décennies de fonctionnement.
"Il ne vaut pas la peine d'investir dans des micro-onduleurs d'une puissance supérieure.
Cette affirmation est raisonnable si l'on compare un micro-onduleur à un autre ; les micro-onduleurs de plus grande puissance sont plus chers. Mais la comparaison réelle (et neutre) pour éviter l'écrêtage doit se faire entre un micro-onduleur et un onduleur de branche.
"C'est en fait plus efficace
Cette affirmation fait généralement référence aux courbes de rendement des onduleurs, qui démontrent que les onduleurs fonctionnent plus efficacement lorsqu'ils sont proches de leur capacité maximale. En outre, les micro-onduleurs de puissance supérieure ont généralement des tensions de démarrage plus élevées. Le passage à un micro-onduleur de puissance supérieure signifie donc que le système se " réveille " plus tard qu'un micro-onduleur de puissance inférieure et qu'il manque des heures de production à faible luminosité. C'est ce que montre la figure 9.
Outre l'augmentation des coûts liée au passage à un micro-onduleur de puissance supérieure, il existe un impact négatif potentiel sur le rendement et le nombre d'heures de fonctionnement. Il s'agit là d'un véritable compromis à prendre en compte. Mais encore une fois, cette affirmation compare des micro-onduleurs à d'autres micro-onduleurs. Un onduleur de chaîne Tigo, en revanche, commence à produire à 80V sur tous les modules d'une chaîne, ce qui signifie que la production commence lorsqu'une seule chaîne de modules fonctionne à l'extrémité inférieure du spectre de production - aussi peu que 10V chacun pour une chaîne de 8 modules.
"Les onduleurs de branche s'écrêtent aussi"
Ce sujet est abordé ci-dessus et une analyse approfondie est disponible ici : Bonus : Démonstration d'écrêtage : MLPE vs. Optimiseurs
Plus la puissance des modules augmente, plus le coût de l'écrêtage augmente. Cette "taxe d'écrêtage" peut coûter jusqu'à 10 724 dollars sur la durée de vie d'un projet solaire, mais il est possible de l'éviter. Lorsque les batteries sont associées à un onduleur à couplage CC, la production solaire excédentaire peut charger la batterie, ce qui permet d'éviter complètement l'écrêtage. Heureusement, les batteries deviennent rapidement la norme.
En outre, les batteries entraînent des pertes supplémentaires pour les micro-onduleurs, que nous détaillerons dans le chapitre suivant - Taxe de conversion : Le coût caché des batteries couplées au courant alternatif.
Séminaire en ligne : Le 15 avril (jour de l'impôt aux États-Unis), nous organisons un séminaire en ligne qui abordera les détails de la série de taxes sur les micro-onduleurs. Inscrivez-vous au webinaire ici.
Vous trouverez ci-dessous la liste complète des chapitres inclus dans cette série (des liens seront ajoutés au fur et à mesure de la publication des chapitres) :
