Optimisation d'un système photovoltaïque

Abstract

La caractéristique de Courant, Puissance-Tension du générateur photovoltaïque est non linéaire et dépend de l’irradiation solaire, de la température et des paramètres internes du système. En effet les variations climatiques entraînaient la fluctuation du point de puissance maximale (PPM). Ainsi la connexion directe entre un générateur photovoltaïque et une charge pose de problèmes notamment l’optimisation de la puissance, l’influence sur le rendement du système et la mauvaise adaptation ; de plus, si cette charge est une batterie, le bon fonctionnement et la protection de cette dernière ne seront jamais assurés par ce type de connexion. Pour cela, la majorité des études qui ont été faites montrent la nécessité d’intercaler un étage de régulation entre le générateur photovoltaïque et la charge, autrement dit, le problème d’un couplage parfait entre un générateur photovoltaïque et une charge continue n’est pas encore réellement résolu. L’objectif de la première partie de notre travail concerne la résolution des équations de la caractéristique d’un générateur photovoltaïque par la méthode de Newton Raphson avec une amélioration de la commande MPPT (Maximum Power Point Tracking) et par des méthodes intelligentes (P&O, InCod et Hill Climbing) en intégrant l’influence de l’éclairement et de la température sur les système de production du maximum de puissance. Afin de recueillir le maximum d’énergie et bien adapter le système photovolataîque, nous proposons une application qui s’intègre au sein du systme embarqué. Toutes ces améliorations permettent d’exploiter le maximum de puissance du champ photovoltaîque et réduire le prix du kWh par rapport à une connexion classique. En effet, durant la phase de conception de ce type de convertisseurs, nous pouvons réduire au maximum le coût et le consommation d’énergie de la commande et par conséquent augmenter l’énergie transmise du générateur photovlaique à la charge. Nous proposons une conception et une réalisation d’un système embarqué, dont une partie numérique portant sur l’amélioration de la commande MPPT par la méthode InCond, via un microcontrôleur et une carte Arduino. La deuxième partie de notre travail présente l’amélioration d’un suiveur solaire par une optimisation de la commande de comparaison des tensions des capteurs LDR par l’utilisation d’un programme permettent de positionner le système photovoltaïque face au soleil durant toute la journée afin d’augmenter son rendement énergétique et le comparer avec celui des panneaux fixes. Les résultats de nos travaux montrent la pertinence de l’optimisation du transfert d’énergie dans les systèmes solaires. Ces résultats montrent également que l’utilisation des convertisseurs électroniques de puissance avec des commandes améliore le rendement global des champs photovoltaïques.