Etude et optimisation d’un système photovoltaïque

Abstract

Aujourd’hui, la demande mondiale en énergie évolue rapidement et les ressources naturelles diminuent à cause du développement démographique et du développement de l'industrie. Pour résoudre ce problème, les chercheurs se sont intéressés à l’exploitation des énergies renouvelables. Parmi celles-ci, on trouve l’énergie solaire qui se trouve dans la plupart des régions du monde, dont le renouvellement naturel est assez rapide et inépuisables à l'échelle du temps humain. Dans ce travail nous avons fait l’étude de la modélisation d’une chaine photovoltaïque qui se compose d’un générateur photovoltaïque, un étage d’adaptation convertisseur DC /DC, une charge DC (résistance) et un étage de commande pour piloter le convertisseur (une première fois la commande MPPT classique en l’occurrence P&O et CI). Dans ce cadre nous avons présenté les systèmes d’énergie renouvelable en portant un intérêt particulier aux systèmes photovoltaïques et nous avons présenté d’une façon générale le principe de conversion de l’énergie solaire en énergie électrique qui est réalisée à travers de matériaux semi-conducteurs, puis nous avons présenté la cellule solaire et ses différentes technologies. Après avoir fait la modélisation d’un générateur PV, nous avons vu le comportement du système photovoltaïque (caractéristique puissance-tension et caractéristique couranttension) par rapport aux variations climatiques. Les résultats de la simulation ont montré que la caractéristique du panneau photovoltaïque est directement liée essentiellement à ses conditions climatiques (l’éclairement et la température). Pour que le système photovoltaïque fonctionne à sa puissance maximale, il doit comporter un étage d’adaptation entre le générateur PV et la charge associé à une commande MPPT. Pour se faire, nous avons utilisé des algorithmes MPPT qui sont l’algorithme « perturbation et observation » (P&O) et l’algorithme « Incrémental Conductance » (CI) commandée par un convertisseur élévateur (hacheur boost). Après avoir modélisé et simuler cette technique, nous avons donné les résultats de simulation. L’étude s’est limitée sur le plan théorique. Cependant on a montré, par simulation, l’intérêt des deux commandes MPPT [perturbation et d’observation (PO), conductance incrémentielle (CI)] pour la recherche du point de puissance maximale sous différents conditions environnementale, Les résultats de simulation nous montrent que la commande CI est précise, rapide et plus robuste. En fin, nous avons démontré qu’en faisant la combinaison entre les deux méthodes [PO-CI] nous aurons une meilleure performance, temps de réponse rapide, la robustesse et une erreur très faible au régime permanent. Il serait aussi intéressant en simulation d’enrichi ce travail par plus de recherches et investigations il est possible d’énumérer quelques perspectives comme suite de cette étude dont on peut citer: Exploitation de nouveaux algorithmes MPPT. ? Amélioration du système global étudié avec un stockage