Si vous êtes passionné d'énergies renouvelables, de véhicules électriques ou d'électronique de puissance, vous connaissez peut-être le terme « convertisseur CC-CA », ou onduleur. Il s'agit d'un dispositif capable de transformer le courant continu (CC) en courant alternatif (CA). L'électricité peut être fournie de deux manières : CC et CA, avec leurs avantages et leurs inconvénients. Dans cet article, nous vous expliquerons ce que sont le CC et le CA, leurs différences, comment passer de l'un à l'autre, la nécessité d'une telle conversion, ainsi que les cas où un onduleur CC-CA est nécessaire.
Comment fonctionne DC ?
Le courant continu (CC) est un type d'énergie électrique caractérisé par une charge électrique circulant dans une seule direction. Il est généré au point générateur, où une bobine de fil tourne dans un champ magnétique. Grâce à ce mouvement, les électrons circulent régulièrement dans une seule direction depuis le générateur à travers le circuit, alimentant les appareils sur leur trajet et effectuant un retour pour fermer le circuit.
Des facteurs tels que la friction et la chaleur produisant des étincelles, ainsi que les pertes d'énergie, peuvent nuire à l'efficacité de la production d'énergie CC. Le débit produit est proportionnel à la vitesse de rotation et doit être constant afin d'éviter que les appareils ne claquent ou ne fonctionnent mal.
Au cours des premières années où le courant continu était inclus dans le réseau, plusieurs fournisseurs d'électricité généraient leurs propres tensions que les entreprises utilisaient pour faire fonctionner différents appareils à des tensions différentes et c'est désormais une histoire ancienne avec les systèmes électriques modernes.
Comment fonctionne la climatisation ?
Le courant alternatif (CA) désigne simplement une puissance électrique définie par un flux d'électrons oscillant dans un fil. En effet, la plupart des systèmes de production d'électricité CA utilisent un aimant qui tourne dans une bobine de fil. Lors de sa rotation, ses pôles poussent et attirent alternativement les électrons dans la bobine, créant ainsi un courant sinusoïdal.
Sa flexibilité en courant alternatif réside dans sa capacité à faire varier la distance séparant les pics et les creux de l'onde sinusoïdale, modifiant ainsi le courant final en fonction de la demande. Cette flexibilité permet à des appareils de tensions différentes de s'alimenter à partir d'une seule source de courant alternatif. Cependant, la perte de puissance lors de la conversion du courant alternatif en courant continu au point d'utilisation constitue un inconvénient.
Différences entre DC et AC
Les deux principaux types de courant électrique sont le courant continu (CC) et le courant alternatif (CA). Le premier véhicule un flux continu d'électrons oscillant dans un sens avec le second, tandis que le second alterne avec l'oscillation des électrons. Contrairement au CC, dont la fréquence est nulle en raison de son flux unidirectionnel, cette oscillation du CA est définie par une fréquence.
Le facteur de puissance du courant alternatif varie de 0 à 1, tandis que le facteur de puissance du courant continu est constamment nul. Les alternateurs produisent du courant alternatif, tandis que le courant continu est produit par des cellules photovoltaïques, des générateurs et des batteries. La charge du courant continu est toujours résistive, tandis que celle du courant alternatif peut être capacitive, inductive ou résistive.
Graphiquement, le courant continu est représenté par une ligne plate indiquant que l'intensité et la direction du courant restent constantes. En revanche, le courant alternatif peut être représenté par une onde sinusoïdale, carrée ou triangulaire. Un convertisseur, appelé redresseur, convertit le courant alternatif en courant continu, la réversibilité étant assurée par un onduleur.
Le courant alternatif est répandu dans les équipements industriels et les appareils électroménagers, tandis que le courant continu est courant dans les petits appareils électroniques.Certaines pertes peuvent être subies lors de la transmission sur de longues distances, tandis que d'autres sont également subies sur les systèmes à courant alternatif qui fonctionnent en transmission à courant continu haute tension (CCHT) sur de longues distances.
Comment convertir le courant continu en courant alternatif
Un onduleur est un appareil qui transforme le courant continu (CC) en courant alternatif (CA). La tension alternative produite est opposée à celle du redresseur, utilisé pour convertir le CA en CC. Les onduleurs, les plus couramment utilisés aujourd'hui, sont électroniques.
Leur capacité à convertir l'énergie entre les deux formes d'énergie facilite le fonctionnement de tout appareil. Leur fonctionnement repose sur la commutation progressive de la source de sortie CA à la source CC, rendue possible grâce à des condensateurs et des inductances internes. La tension de la source de courant utilisée par l'équipement récepteur est modulée par un transformateur inverseur. Il est à noter qu'une certaine perte d'énergie est généralement constatée lors de la conversion ; la puissance de sortie doit donc être inférieure à la puissance d'entrée.
Dans la plupart des cas, les onduleurs sont généralement volumineux et lourds, surtout ceux dotés de batteries intégrées pour fonctionner de manière autonome. Ils produisent également beaucoup de chaleur, qui doit être évacuée de l'onduleur pour éviter de l'endommager. Cela augmente leur taille et leur poids. Mais quels que soient leur taille et leur poids, les onduleurs constituent un élément essentiel de nos systèmes électriques.
Pourquoi la conversion CC en CA est-elle nécessaire ?
Les deux principales raisons pour lesquelles il devient nécessaire de convertir le courant continu (CC) en courant alternatif (CA) sont le stockage et la constance de la tension. Contrairement au CA, le CC peut être stocké, ce qui le rend idéal pour le stockage de l'énergie électrique. C'est pourquoi la grande majorité des appareils numériques utilisent essentiellement le CC, la plupart étant alimentés par l'énergie stockée.
Un autre point tout aussi important à souligner est l'uniformité de la tension. Une alimentation CC fournit une tension uniforme tout en alternant le CA, ce qui peut poser problème à certains appareils, comme les ampoules LED, qui nécessitent une tension constante pour fonctionner correctement. Pourtant, nos principaux réseaux électriques fonctionnent actuellement presque exclusivement en CA, en raison de son bon rendement sur les longues distances.
Par conséquent, la conversion du courant continu en courant alternatif est essentielle pour utiliser l'énergie stockée ou pour l'intégrer à un réseau électrique alternatif à partir d'une source continue, telle que des panneaux solaires. Cette conversion vise à rendre l'énergie fournie compatible et ainsi permettre une utilisation efficace de l'électricité dans diverses applications.
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Ai-je besoin d’un convertisseur CC vers CA pour un onduleur ?
Si votre source d'alimentation est solaire ou alimentée par batterie, nécessitant donc du courant continu, et que vos appareils consomment du courant alternatif, un convertisseur CC-CA, aussi appelé onduleur, est inévitablement nécessaire. L'onduleur permet de convertir le courant continu en courant alternatif, afin d'assurer la compatibilité avec votre source d'alimentation et vos appareils. C'est un processus important, notamment pour les maisons ou les entreprises hors réseau qui utilisent des batteries externes.
Quand avez-vous besoin d’un onduleur DC vers AC ?
Les onduleurs, ou plutôt les convertisseurs CC-CA, sont omniprésents dans notre quotidien. Ils constituent un élément essentiel de l'alimentation électrique nécessaire au fonctionnement de nos appareils électroniques fonctionnant en courant continu (CC).Lorsque vous chargez votre téléphone ou votre ordinateur portable, vous utilisez un micro-onduleur pour convertir le courant alternatif (CA) de la prise murale en courant continu.
Pour alimenter des appareils classiques fonctionnant en courant alternatif (CA) à partir d'un panneau solaire ou d'une batterie, un onduleur est généralement nécessaire. Cependant, la plupart des appareils sont conçus pour fonctionner uniquement en courant continu, ce qui élimine le besoin d'un convertisseur CC-CA lorsque la source d'énergie est exclusivement en courant continu, comme dans le cas d'un camping-car ou d'un système autonome.
Passons maintenant en revue deux panneaux solaires de premier ordre, tous deux utilisant un onduleur :
- Panneau solaire PV420. Le Panneau solaire BLUETTI PV420 Robuste et doté d'un taux de conversion élevé (jusqu'à 23,4 %), il est facile à installer grâce à sa béquille et offre une longue durée de vie tout en étant résistant aux éclaboussures. Pliable, il est facile à déplacer et offre ainsi de multiples possibilités d'utilisation. Il est doté d'une charge rapide grâce à une alimentation solaire de 420 W. Sa longue durée de vie est due à son revêtement ETFE. Compatible avec les modèles AC200P, AC200MAX, AC300, AC500 et EP500Pro de la marque BLUETTI.
- Panneau solaire PV350. Une autre meilleure option, le BLUETTI PV350, est livré avec une béquille. Il offre un excellent taux de conversion. Tout comme le PV420, il est pliable, résistant aux éclaboussures, durable et portable. Son installation est simple et rapide. L'appareil est compatible avec les modèles AC180, AC200P, AC200MAX, AC300, AC500 et EP500Pro de BLUETTI. Malgré sa puissance de sortie légèrement inférieure à celle du PV420, il offre néanmoins des performances optimales.
Réflexions finales
La conversion du courant continu en courant alternatif est un processus important permettant d'utiliser différents types d'électricité à diverses fins. Un onduleur permet de convertir le courant alternatif en courant continu ou inversement. Ainsi, vous pourrez alimenter vos systèmes, appareils et équipements avec une tension et une fréquence adaptées. Comparée à tous les domaines d'application utilisant des sources d'énergie renouvelables comme les panneaux solaires et les éoliennes pour produire du courant continu, la conversion du courant continu en courant alternatif revêt une importance particulière. L'énergie excédentaire peut être stockée dans une batterie et utilisée grâce à un onduleur en cas de besoin. La conversion du courant continu en courant alternatif peut également améliorer l'efficacité et la fiabilité de votre système électrique.
