Qu’est-ce qu’un onduleur hybride ?

Il existe de nombreuses possibilités lorsqu’il s’agit de choisir un onduleur solaire : ces onduleurs varient en termes de taille, d’efficacité, de performance et de capacités.

Les onduleurs hybrides sont innovants. Ils combinent les avantages d’un onduleur solaire traditionnel et la flexibilité d’un onduleur avec batterie en un seul appareil. L’onduleur hybride est une solution prometteuse pour les propriétaires qui souhaitent acquérir une installation photovoltaïque pouvant être amélioré ultérieurement, notamment par un système de stockage sur batterie.

Quelle est donc la meilleure solution pour vous ? Si vous envisagez d’ajouter une batterie à votre système de panneaux solaires, maintenant ou plus tard, vous pouvez envisager d’installer un onduleur hybride.

Qu’est-ce qu’un onduleur hybride ?

Un onduleur hybride combine deux composants distincts : un onduleur solaire et un onduleur à batterie en un seul équipement.

L’onduleur est un composant essentiel de tout système d’énergie solaire : vous en avez besoin pour convertir l’électricité en courant continu (CC) générée par vos panneaux solaires en courant alternatif (CA) pour les appareils de votre maison. Si vous installez une installation solaire avec un onduleur traditionnel et que vous décidez d’ajouter un système de batterie par la suite, vous aurez besoin d’un onduleur séparé spécifique à la batterie pour convertir l’électricité du courant alternatif au courant continu afin que votre batterie puisse la stocker et la décharger.

Cependant, lorsque vous associez votre centrale de panneaux solaires à un onduleur hybride, un onduleur de batterie distinct n’est pas nécessaire : il peut fonctionner à la fois comme un onduleur pour l’électricité provenant de vos panneaux solaires et comme une batterie solaire.

Il est important de noter que, même si les onduleurs hybrides sont conçus pour intégrer le stockage, vous pouvez installer cette technologie sans batteries. En fait, de nombreuses personnes choisissent d’installer un onduleur hybride en prévision de l’ajout de batteries à leur installation à l’avenir.

Quelle est la différence entre un onduleur hybride et un onduleur ordinaire ?

Les onduleurs convertissent le courant continu en courant alternatif, qui est le type d’électricité qui alimente la plupart des logements. Utilisés conjointement avec des panneaux solaires, ils vous permettent de convertir l’énergie collectée par les panneaux solaires en électricité utilisable pour vos appareils informatiques et électroménagers.

Notez que les très petites configurations solaires, comme celles d’une calculatrice ou d’une montre, ne nécessitent pas d’onduleur, car leurs besoins en énergie sont suffisamment faibles pour qu’elles puissent fonctionner directement à partir de l’énergie solaire. En revanche, tout ce qui est plus grand nécessite un onduleur (ou micro-onduleur) pour fonctionner correctement, et c’est pourquoi les installations solaires sont vendus avec des onduleurs.

Les onduleurs hybrides poussent l’idée d’un onduleur un peu plus loin. Plutôt que de convertir le courant continu en courant alternatif, les onduleurs hybrides peuvent convertir l’énergie en courant alternatif ou continu de manière interchangeable. Cela ouvre de nouvelles possibilités de stockage de l’énergie solaire. Au lieu de devoir utiliser toute l’énergie au fur et à mesure qu’elle est produite, les onduleurs hybrides vous permettent de stocker l’énergie solaire dans des batteries pour une utilisation ultérieure.

L’une des caractéristiques les plus avantageuses d’un onduleur hybride est qu’il vous permet de vendre de l’énergie au réseau. Lorsque vous n’utilisez pas toute l’énergie produite par vos panneaux solaires et que vous n’avez pas besoin de stocker cette énergie excédentaire (par exemple, parce que vos batteries sont déjà pleines), un onduleur hybride peut injecter cette électricité sur le réseau public pour bénéficier du tarif d’achat. C’est un excellent moyen de compenser le coût d’une installation photovoltaïque, et cela peut être très lucratif !

Les différents types d’onduleurs hybrides

En fonction des caractéristiques et des spécifications de chaque modèle, les onduleurs solaires hybrides peuvent fonctionner selon 4 modes :

1️⃣ Onduleurs hybride connecté au réseau

Les onduleurs solaires hybrides basiques fonctionnent comme un onduleur alimenté par le réseau. Cependant, il possède également la capacité de stocker dans un système de batterie pour une utilisation autonome. Le principal inconvénient d’un onduleur hybride d’entrée de gamme est qu’il ne dispose pas d’un dispositif d’isolation du réseau, ce qui signifie qu’il ne peut pas alimenter votre foyer en cas de panne de courant. Par conséquent, un onduleur hybride basique est un excellent choix uniquement si l’alimentation de votre réseau est stable, ce qui est globalement le cas en France.

2️⃣ Onduleur hybride multimode avec batterie de secours

Un onduleur hybride multimode est une solution avancée qui offre une alimentation de secours, soit intégrée, soit séparée, en cas de besoin. Ces onduleurs peuvent alimenter votre maison, charger des batteries et injecter le surplus d’énergie dans le réseau. En cas de panne du réseau, l’unité bascule sur l’alimentation par batterie et fonctionne indépendamment du réseau.

3️⃣ Système hybride de stockage d’énergie tout-en-un

Les onduleurs hybrides modernes sont souvent accompagnés d’un système de batterie pour former une unité complète. Un tel système est connu sous le nom de système de stockage d’énergie par batterie (ESS pour Energy Storage System). Il peut être installé dans votre maison avec une installation solaire existante. Ces systèmes hybrides sont disponibles dans une large gamme de tailles et de caractéristiques.

4️⃣ Systèmes hybrides hors réseau

En général, la plupart des systèmes hybrides comprennent des onduleurs séparés qui fonctionnent ensemble pour constituer un système à couplage CA. Ces dispositifs comportent généralement un onduleur solaire standard et un onduleur de batterie interactif ou multimode. L’onduleur multimode fonctionne comme un onduleur de batterie pour compléter le système de gestion de l’énergie et optimise également l’utilisation de l’énergie à l’aide d’un logiciel.

Avantages des onduleurs hybrides

Les onduleurs hybrides présentent de nombreux avantages. Voici quelques-uns des principaux à prendre en compte lorsque vous comparez les solutions d’onduleurs :

Résilience en cas de coupure d’électricité

Une croyance populaire sur l’énergie solaire est que si vous installez une installation photovoltaïque, vous aurez toujours du courant pendant les pannes. Dans la plupart des cas, ce n’est pas vrai : les onduleurs solaires traditionnels reliés au réseau se coupent automatiquement pendant les pannes de courant pour des raisons de sécurité, interrompant la production d’énergie de votre générateur de panneaux solaires.

Si vous souhaitez que votre réseau électrique domestique continue à fonctionner sur l’énergie solaire de secours pendant une panne de réseau, les onduleurs hybrides associés à des batteries sont une excellente solution. Certains onduleurs hybrides ont la capacité de fonctionner à la fois avec le réseau et hors réseau, ce qui vous permet de continuer à utiliser l’énergie solaire même si le réseau s’éteint.

Surveillance

Avec un onduleur hybride, toute votre électricité solaire, qu’elle soit envoyée sur le réseau, autoconsommée sur votre propriété ou stockée dans votre batterie, est convertie par un seul composant. Cela permet une « surveillance centralisée », ce qui signifie que vous pouvez surveiller à la fois votre installation solaire et les performances de la batterie par le biais d’une seule plate-forme.

Les onduleurs solaires hybrides peuvent être équipés d’un logiciel de supervision de votre production solaire pour mesurer et surveiller votre installation photovoltaïque via l’écran d’affichage ou une application connectée pour smartphone. Cela permet d’identifier les éventuelles défaillances.

Modernisation des installations de stockage par batterie

L’un des principaux avantages d’un onduleur hybride est qu’il combine la fonctionnalité de deux équipements distincts en un seul. Cela peut signifier une installation plus facile pour votre installateur solaire. En fonction du prix des composants et du coût de la main-d’œuvre, vous pouvez économiser de l’argent en installant un onduleur hybride dès le départ, plutôt que de payer séparément un onduleur solaire et un onduleur spécifique aux batteries. Toutefois, si vous ne prévoyez pas d’ajouter un stockage sur batterie à votre système, comparez les solutions hybrides aux onduleurs solaires traditionnels reliés au réseau, car elles peuvent être moins coûteuses au départ.

Faible maintenance

Un onduleur solaire hybride est un dispositif nécessitant peu d’entretien, notamment par rapport aux sources d’énergie traditionnelles. Puisqu’il n’y a pas de carburant, un onduleur hybride ne nécessite pas d’entretien fréquent.

Utilisation optimale de la ressource renouvelable

Un système de batteries connecté à un système hybride assure une utilisation maximale de l’abondant rayonnement solaire lors des journées ensoleillées. Par conséquent, un tel système permet une utilisation optimale du rayonnement solaire en stockant l’énergie les jours ensoleillés et en utilisant l’énergie stockée lorsque le ciel est couvert.

En effet, l’énergie solaire peut fluctuer en fonction de l’augmentation ou de la diminution de l’ensoleillement, selon l’heure de la journée et les conditions météorologiques. Un onduleur hybride régule cette puissance pour garantir que l’ensemble du système fonctionne conformément aux attentes.

Réduction des coûts

Supposons que vous souhaitiez ajouter un système de batterie de secours à votre installation photovoltaïque. Vous devrez non seulement acheter les batteries, mais aussi un nouvel onduleur et éventuellement un contrôleur de chargeur de batterie. Le prix de revient de l’ensemble de ces éléments est beaucoup plus élevé que l’achat d’un onduleur hybride. Les onduleurs hybrides sont maintenant plus rentables et comprennent le contrôle des performances, le contrôle de la charge, la fonctionnalité d’onduleur bidirectionnel (CA-CC) et le contrôle de la charge.

Un onduleur hybride/batterie sera plus cher au départ que l’installation d’une solution reliée au réseau. Si vous subissez fréquemment des coupures de courant, ce coût supplémentaire en vaut la peine.

Pas de perte de conversion

Les onduleurs hybrides ont un rendement plus élevé. Les pertes de conversion peuvent entraîner une perte de puissance lorsque vous devez convertir le courant alternatif en courant continu, ou à nouveau en courant continu. De nombreux onduleurs solaires hybrides peuvent être couplés au courant continu. Cela signifie que le courant continu produit par le panneau solaire et injecté directement dans la batterie sans avoir à le convertir en courant alternatif et inversement.

Normalement, les batteries solaires sont chargées soit par l’électricité CC reçue directement des panneaux solaires (couplage CC), soit par l’électricité CC qui a été convertie en électricité CA par un onduleur solaire (couplage CA). Ensuite, pour libérer cette énergie, un onduleur doit reconvertir l’électricité CC stockée en électricité CA.

Avec un onduleur hybride et une batterie, un seul appareil joue les deux rôles. L’onduleur hybride couplé au réseau peut convertir l’électricité CC en électricité CA pour alimenter votre maison, mais il peut également prendre l’électricité CA du réseau et la convertir en électricité CC qui peut être stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure.

Maximisation de la puissance

Les onduleurs hybrides équipés de trackers de point de puissance maximale (MPPT) vérifient votre puissance solaire et la mettent en corrélation avec la tension de la batterie. Cela permet d’optimiser la puissance de sortie et de convertir l’électricité CC à la meilleure tension pour la charge maximale de la batterie. Le MPPT garantit que votre système d’énergie solaire fonctionne efficacement dans toutes les conditions, telles que les variations de la lumière solaire, de la température du panneau solaire et des charges électriques.

Inconvénients des onduleurs hybrides

Les onduleurs hybrides ne sont pas la solution idéale pour toutes les installations solaires photovoltaïques. Voici quelques inconvénients à garder à l’esprit :

Applications pour les systèmes de panneaux solaires existants

Si vous disposez déjà d’une installation photovoltaïque opérationnelle et que vous souhaitez ajouter une batterie, la façon la plus simple de le faire est d’installer une batterie couplée au secteur avec son propre onduleur. Étant donné que votre centrale de panneaux solaires possède déjà son propre onduleur relié au réseau, le remplacement de ce composant par une solution hybride nécessitera un recâblage et une main-d’œuvre supplémentaires, ce qui peut augmenter le coût de votre projet solaire en plus du stockage.

Coûts de l’équipement

Le choix d’un onduleur hybride et de batteries à votre système coûtera plus cher au départ que l’installation d’une solution uniquement reliée au réseau. Ce surcoût peut en valoir la peine si vous êtes confronté à de fréquentes coupures de courant ou si vous souhaitez utiliser une batterie pour vous prémunir des hausses du tarif de l’électricité. Toutefois, le coût prohibitif des batteries et la relative fiabilité du réseau électrique français ne permettent pas (encore) de justifier l’achat d’un dispositif de stockage.

Flexibilité de la conception future

Les onduleurs hybrides ne fonctionnent pas tous avec toutes les batteries. Et certains dispositifs de stockage d’énergie, sont livrés avec un onduleur déjà intégré, ce qui rend inutile l’utilisation d’un onduleur hybride. Si vous installez un onduleur hybride de manière préventive, n’oubliez pas que vous risquez de limiter vos options en ce qui concerne les futures technologies de stockage.

L’autonomie des batteries est limitée

Cela est dû au fait que vous devez connecter les batteries à une installation solaire. Elles peuvent donc être exposées aux changements de temps ou de climat. Les intempéries peuvent donc les endommager facilement. Vous ne pouvez pas connecter trop d’appareils à un onduleur hybride. Cependant, le nombre d’appareils que vous pouvez connecter varie d’un modèle à l’autre.

Le stockage de l’énergie dans les batteries

La dernière pièce du puzzle est le stockage de l’énergie dans les batteries. En raison de la variabilité de la production d’énergie solaire (en raison de conditions météorologiques défavorables, par exemple), il n’est pas toujours possible d’utiliser l’énergie solaire telle qu’elle est produite. Les batteries vous permettent de stocker l’énergie de vos panneaux solaires pour une utilisation ultérieure ou en cas de panne du réseau.

Les batteries stockent l’énergie en courant continu, qui est celle produite par vos panneaux solaires. Comme nous l’avons déjà mentionné, les onduleurs peuvent convertir ce courant continu en courant alternatif pour une utilisation dans votre maison ou votre entreprise. Votre onduleur peut également charger vos batteries en acheminant l’énergie excédentaire de votre panneau solaire qui n’est pas utilisée à un moment donné vers la batterie plutôt que vers vos appareils.

Si les conditions météorologiques changent, ou qu’i y a une panne d’électricité, les onduleurs peuvent également basculer automatiquement sur l’alimentation par batterie pour que votre maison continue de fonctionner. Étant donné que l’énergie produite par les batteries à courant continu se présente sous la même forme que l’énergie produite par vos panneaux solaires (à savoir du courant continu), l’utilisateur final ne perçoit aucune différence.

Mais que se passe-t-il si vous ne recevez pas assez de lumière solaire, que vous n’avez plus d’énergie sur vos batteries, mais que vous avez toujours accès à votre réseau d’électricité ? Dans ce cas, la fonction de redresseur de votre onduleur hybride peut tirer du courant alternatif du réseau pour maintenir la charge de vos batteries en courant continu.

La beauté de l’onduleur hybride est qu’il intègre de manière transparente la production d’énergie solaire, le stockage sur batterie et l’alimentation de secours en une seule unité. C’est une solution idéale pour tous ceux qui cherchent à rationaliser l’installation de leurs panneaux solaires pour leur maison ou leur entreprise.

Un onduleur hybride peut-il fonctionner sans batterie ?

Bien que les onduleurs solaires hybrides soient conçus pour fonctionner avec des batteries, ils peuvent également fonctionner sans elles. Si vous n’utilisez pas de batterie avec votre onduleur hybride, l’unité déviera simplement l’énergie solaire excédentaire qu’elle génère vers le réseau.

En supposant que le tarif d’achat de l’énergie soit suffisamment élevé, cela peut permettre de réaliser des économies importantes sur la durée de vie de votre installation photovoltaïque, et c’est un excellent choix pour tous ceux qui veulent profiter de l’énergie solaire mais ne veulent pas faire face aux dépenses supplémentaires ou à la complexité d’un banc de batteries.

Cela dit, il n’est absolument pas recommandé d’utiliser un onduleur hybride sans batterie. Sans batterie, vous perdrez la possibilité de stocker l’énergie solaire pour une utilisation ultérieure et vous ne bénéficierez pas non plus des capacités d’alimentation de secours qui constituent une partie importante de la conception de l’onduleur hybride.

L’une des principales raisons pour lesquelles les onduleurs hybrides sont si appréciés est leur capacité à compenser la fluctuation de la disponibilité de l’énergie, donc si vous n’avez pas de batterie, vous perdez une fonction importante.

Le cas des onduleurs hors réseau (Off grid)

Les onduleurs hors réseau, souvent appelés onduleurs Off-grid, sont des onduleurs hybrides beaucoup plus avancés et puissants qui peuvent fonctionner avec ou sans connexion au réseau et offrent une sauvegarde instantanée en cas de panne. Ces onduleurs peuvent également assurer la sauvegarde de charges très importantes comme les climatiseurs, les pompes et les chauffages.

Combien coûte un onduleur hybride ?

Le coût d’un onduleur hybride est difficile à quantifier, car le prix varie en fonction de la marque et du modèle de l’onduleur ainsi que de sa capacité. En général, les onduleurs hybrides sont plus chers que les onduleurs traditionnels mais comme la technologie solaire et la technologie des batteries continuent d’évoluer, ce n’est pas toujours le cas. En choisissant un onduleur de milieu de gamme, on peut s’attendre à dépenser environ 6 à 10 % du coût total de l’installation pour l’onduleur hybride.

Ainsi, par exemple, si votre installation photovoltaïque coûte 10 000 euros, vous pouvez vous attendre à dépenser environ 600 à 1 000 euros pour votre onduleur hybride.

Étant donné que les onduleurs hybrides regroupent trois des caractéristiques les plus importantes d’un dispositif d’énergie renouvelable dans un seul petit boîtier, ils peuvent naturellement être plus chers que les onduleurs traditionnels. Cependant, contrairement à l’achat et à l’installation d’un système de batterie séparé, un onduleur hybride est plus susceptible d’être rentabilisé à long terme grâce à son efficacité accrue et à son coût d’installation réduit.

En augmentant le taux d’autoconsommation (jusqu’à 80 % dans certains cas), un onduleur hybride peut également contribuer à réduire les coûts énergétiques pour les propriétaires et les entreprises.

Devez-vous investir dans un onduleur solaire hybride ?

Bien qu’un onduleur solaire hybride nécessite un investissement initial plus important, le coût supplémentaire peut en valoir la peine si vous prévoyez d’inclure un système de stockage sur batterie lors de votre installation solaire initiale, ou peu de temps après.

Un onduleur hybride permet d’éliminer des problèmes tels que l’intermittence de l’ensoleillement et le manque de fiabilité des réseaux de distribution d’électricité. Mieux encore, un onduleur hybride vous aide à stocker plus efficacement l’énergie pour une consommation future, y compris l’énergie de secours à utiliser pendant les pannes de courant ou les heures de pointe.

Un onduleur hybride raccordé au réseau peut-il m’aider à m’affranchir du réseau ?

La plupart des installations de panneaux solaires restent raccordés au réseau public d’électricité. Si vous souhaitez déconnecter complètement votre maison du réseau électrique, vous devez installer une batterie d’une capacité suffisante pour alimenter votre maison pendant plusieurs jours, lorsque vos panneaux ne produisent pas assez d’électricité.

Si vous souhaitez vous déconnecter complètement du réseau, un onduleur hybride peut vous aider, car il est conçu pour accomplir plusieurs tâches en un seul appareil, notamment le fonctionnement des panneaux solaires, le stockage des batteries et l’extraction d’électricité des générateurs et autres sources d’énergie.

Ce qu’il faut retenir sur les onduleurs solaires hybrides

Un onduleur hybride est un onduleur intelligent qui permet de stocker l’énergie solaire excédentaire dans un système de batterie pour une utilisation autonome. Les onduleurs hybrides fonctionnent comme les onduleurs solaires ordinaires connectés au réseau, mais peuvent généralement fonctionner dans l’un des différents modes selon l’application, y compris le mode de sauvegarde de la batterie qui fournit un niveau limité d’alimentation de secours en cas de panne de courant. La plupart des onduleurs hybrides peuvent également fonctionner sans batterie et fonctionnent comme un onduleur solaire relié au réseau en exportant l’énergie solaire excédentaire vers le réseau électrique.

Même si le coût initial est plus élevé, un onduleur hybride peut être rentabilisé sur le long terme en vous offrant un onduleur solaire qui optimise le fonctionnement de votre système PV. Un onduleur hybride peut vous aider à réduire votre dépendance au réseau, à diminuer votre empreinte carbone, à profiter d’outils de surveillance avancés et à améliorer votre production d’électricité.

Sébastien

Évoluant dans le secteur de l’énergie solaire depuis une vingtaine d’année, je suis le fondateur de Solaire-France.com. En tant qu’experts des installations photovoltaïques, nous vous aidons à acquérir les connaissances nécessaires pour déjouer les pièges des éco-délinquants. De plus, nous vous fournissons gratuitement et rapidement des devis des meilleurs installateurs photovoltaïques près de chez vous. Profitez-en !