Commande d’un système de pompage photovoltaïque pour un fonctionnement optimal

Abstract

La puissance du générateur photovoltaïque (GPV), pour des conditions données, est maximale quand sa tension est égale à une certaine valeur. Cette valeur optimale dépend de l’irradiation, de la température et de l’état du vieillissement des cellules photovoltaïques (PV). Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la synthèse d’une commande d’un système de pompage PV pour la poursuite du point de fonctionnement à puissance maximale (MPPT : Maximum Power Point Tracking). Ce système est composé d’un générateur photovoltaïque (GPV) qui alimente un moteur DC couplé à une pompe centrifuge. Pour extraire le maximum de puissance du GPV, un hacheur survolteur, considéré comme organe de contrôle, est inséré entre le GPV et le groupe moteur pompe. Le hacheur est commandé par une commande MPPT qui délivre le rapport cyclique adéquat au hacheur pour poursuivre le point de fonctionnement à puissance maximale (PPM). Dans la littérature, beaucoup de commandes MPPT recherchent une tension de référence correspondant au PPM, variable en fonction de l’éclairement et de la température, et de minimiser l’erreur entre cette dernière et la tension de fonctionnement du GPV. Pour éluder cette recherche de la référence, nous cherchons le point de fonctionnement où la dérivée de la puissance est nulle en dépit de changement des conditions climatiques où de présence de perturbations extérieures. Pour maximiser la puissance du GPV on cherche à maximiser la puissance utile de la pompe. Vu que cette dernière est une fonction croissante de la vitesse de rotation du moteur, maximiser la puissance du GPV revient à maximiser la vitesse de rotation du moteur. Le système de pompage PV est un système non linéaire, à paramètres variables et soumis à des perturbations extérieures. Pour cela, nous avons adopté deux approches robustes: la commande par mode glissant et la commande par la logique floue. Nous avons synthétisé une commande par mode glissant, puis nous avons montré la robustesse du système commandé vis-à-vis des perturbations extérieures et de la variation des paramètres. La commande par mode glissant a un inconvénient qui est le phénomène de réticence. En plus, cette commande ne peut être appliquée que si un modèle du système est connu. Par contre la commande par la logique floue est bien adaptée au contrôle des systèmes non linéaires difficilement modélisables ou ne disposant pas de modèle mathématique précis et à paramètres variables. Nous avons synthétisé des contrôleurs MPPT par les deux commandes et les résultats de simulation montrent l’efficacité et les performances de ces commandes proposées.