Article publié le 03/11/2017
Un convertisseur de tension est un équipement qui tient un grand rôle dans toute installation électrique. Il assure en effet, le bon fonctionnement du matériel. Mais qu’est-ce qu’un convertisseur de tension ? Comment fonctionne-t-il ? Quels sont les différents types d’onduleur ? Qu’en est-il de son rendement et de sa puissance ? Comment bien choisir ce dispositif ? Quelques conseils relatifs au bon fonctionnement d’un convertisseur de tension seront également donnés vers la fin des paragraphes suivants.
Un convertisseur de tension ou encore un onduleur est un dispositif permettant de transformer la tension obtenue par un générateur de courant en courant électrique utilisable. Il s’agit d’un dispositif d’électronique de puissance qui est d’une importance capitale pour obtenir une tension alternative à partir d’une tension continue, issue d’une source d’énergie électrique de tension telle qu’une installation photovoltaïque ou d’une batterie. Il existe à présent deux types de convertisseurs de tension, à savoir le convertisseur de tension hybride ou onduleur hybride et le micro-onduleur.
Le premier type est en mesure de fournir aussi bien un courant continu qu’un courant alternatif par l’intermédiaire d’une source de courant. Il est beaucoup plus adapté à l’installation d’un panneau solaire pour arriver à transformer le courant continu issu du panneau en un courant alternatif utilisable pour toute alimentation de matériels électriques. Quant au micro-onduleur, il est surtout à recourir afin de bénéficier d’un rendement optimal qui peut atteindre jusqu’à plus de 95%. En d’autres termes, un convertisseur de tension est indispensable afin d’arriver à normaliser l’électricité solaire grâce à sa capacité de transformer le signal de la tension électrique.
Il est tout d’abord à préciser que tout convertisseur de tension n’est pas en mesure de créer de l’énergie. Donc, il n’est capable que de transformer les énergies stockées dans les batteries. Ainsi, quand un convertisseur de tension est connecté à une batterie, il reçoit une tension continue entre 12 à 48V. Par la suite, il la transforme en tension alternative ou moyenne tension équivalent à 220V, rappelons que c’est le courant alternatif domestique utilisable pour le branchement des appareils électriques standards. Il existe également certains convertisseurs adaptés aux installations de forte puissance comme les panneaux solaires ou les installations éoliennes. Ils sont en mesure de transformer le 48V en 230V, ils peuvent ainsi supporter les puissances de plus de 1500W.
Il est possible de classer les onduleurs en 4 grands groupes, à savoir : les convertisseurs pur sinus ou à signal sinusoïdale pure. Ils sont en mesure de produire un courant électrique identique à celui du réseau de distribution électrique et ils sont parfaitement adaptés à tout appareil à moteur. Ils conviennent ainsi à tout type d’installation même ceux qui sont inductifs ou qui ont une consommation non stable parfois élevée et parfois en baisse et ce jusqu’à sa consommation nominale. Leur seul inconvénient est le fait qu’ils ne disposent pas d’un système de synchronisation.
Quant aux convertisseurs avec signal trapézoïdale ou quasi sinus, ils sont surtout destinés aux équipements électroniques et aux éclairages, autrement dit, aux appareils électriques qui ne sont ni inductifs ni électroniques et qui ont la même consommation électrique dès son allumage jusqu’à son arrêt. Par rapport aux autres convertisseurs de tension, ils sont beaucoup plus abordables.
Il y a aussi les convertisseurs pour couplage réseau. Comme caractéristiques, ils se déconnectent automatiquement et sont capables de mesurer le MPPT des panneaux solaires. Ils sont, de ce fait, adaptés aux applications connectées à un réseau de distribution électrique.
Enfin, il y a les convertisseurs avec signal carré. Ils sont de moins en moins utilisés à présent étant donné qu’ils ne conviennent que pour les petites charges. Ils ne sont d’ailleurs pas en mesure de supporter un grand nombre d’appareils électroniques comme les réfrigérateurs.
La puissance est indiquée en watts. Il suffit de faire la somme des puissances des appareils pour déterminer la puissance nécessaire pour alimenter la maison. Elle est indiquée soit dans la notice soit sur chaque appareil. Il faut tenir compte par ailleurs de la puissance de démarrage des appareils qui peuvent aller jusqu’à 3 fois plus de la puissance nominale. Mais cela ne devrait pas poser de problème si l’onduleur est de bonne qualité et qu’il soit en mesure d’absorber les pics de consommation à 200% de la puissance nominale des appareils.
Quant au rendement, il exprime la perte de puissance qui est consommée par la conversion du signal. En d’autres termes, pour un convertisseur ayant un rendement de 95%, par exemple, il ne délivre que 950 W s’il est en réalité de 1000 W. Il s’avère utile de se méfier de la température qui est marquée sur les appareils. En effet, il se peut qu’elle soit la valeur à froid ce qui pourrait avoir une conséquence néfaste au rendement de l’appareil puisque après une heure d’utilisation, il se peut qu’elle augmente de 10%. Il est à noter que les valeurs normales sont de 40°C lorsque l’appareil fonctionne durant une longue durée.
Avant d’acheter un convertisseur de tension, il est important de prendre en considération quelques points déterminant. Parmi eux, il y a la puissance nominale. Plus exactement, il est important d’être au courant de la puissance totale nécessaire au bon fonctionnement de chaque appareil à brancher sur le courant alternatif afin d’en déduire la puissance nominale ainsi que la taille de l’onduleur qui convient le plus aux matériels utilisés. Il est d’ailleurs à préciser qu’il est toujours conseillé de prendre une marge de la puissance nominale par rapport à la puissance totale des appareils afin de se mettre en garde des éventuels problèmes de tension liés surtout à la puissance crête lors du démarrage de certains appareils électrique.
A part cela, le rendement ou plus précisément l’efficacité est également un élément clé à ne pas négliger. Il s’agit du pourcentage obtenu à partir du rapport entre la puissance nécessaire et celle absorbée par le convertisseur de tension. Donc, lorsque les pertes sont faibles, le rendement est beaucoup plus élevé. C’est ce qui détermine en quelque sorte la performance d’un convertisseur de tension.
Un des critères de choix est aussi la forme de signal appelée également l’onde. Il faut que la forme du signal de sortie du convertisseur soit supportée par les divers appareils à alimenter à l’onduleur sinon, cela risque de les endommager.
Le choix des sections de câbles est un élément à ne pas négliger lors de l’achat d’un onduleur surtout pour les puissances supérieures afin qu’il soit capable de supporter les courants d’appel. Quant à la distance entre l’onduleur et la batterie, ils doivent être placés le plus proche possible pour limiter les pertes de tension. En outre, le recours à l’utilisation d’un convertisseur de tension continu est conseillé surtout lors du branchement d’un appareil qui nécessite un courant continu. Cet emplacement permet en effet de bénéficier d’un rendement optimal. Cependant, les rapprocher ne signifie pas les placer côte à côte étant donné que la batterie pourrait dégager des vapeurs acides qui risquent de corroder les éléments électriques de l’onduleur.