Amélioration des performances d’un générateur photovoltaïque par l’optimisation de puissance

Abstract

Ce mémoire se concentre sur l'étude, l'implémentation et la comparaison des techniques MPPT dans des conditions d'ensoleillement uniforme et d'ombrage partiel. Pour atteindre cet objectif, nous avons débuté par la modélisation mathématique des composants d'un système photovoltaïque : les cellules, les panneaux photovoltaïques et le convertisseur DC/DC Boost. Ces modèles ont été utilisés pour construire un schéma dans Matlab/Simulink du système photovoltaïque, évaluant ainsi ses performances sous des conditions standard STC (T=25°C, G=1000 W/m²) et en cas d'ombrage partiel. Ensuite, notre attention s'est portée sur la maximisation de la puissance délivrée par le panneau PV. Nous avons testé et comparé plusieurs méthodes MPPT telles que P&O et FLC. Les résultats montrent que toutes ces méthodes atteignent le point de puissance maximale (MPP) avec succès sous des conditions atmosphériques standard. Cependant, la méthode P&O est caractérisé par des oscillations autour du MPP, tandis que la méthode de commande FLC a montré de meilleures performances en termes de temps de réponse et de stabilité en régime permanent. En revanche, en cas d'ombrage partiel, ces méthodes convergent vers le point de puissance maximale local. Pour pallier cette limitation, nous avons proposé des variantes des méthodes conventionnelles : P&O basée sur le découpage de l'intervalle de variation du rapport cyclique, P&O à pas variable, ainsi qu'une méthode basée sur PSO. Les simulations ont montré que ces techniques convergent vers le point de puissance maximale global, avec de meilleures performances en termes de rapidité et de stabilité en régime permanent pour la méthode P&O à pas variable. En guise de perspectives, il serait pertinent de développer d'autres types de commandes MPPT et de procéder à leur implémentation matérielle sur des systèmes embarqués. Cela permettrait de valider les résultats de simulation obtenus et de confirmer les performances observées dans des conditions réelles d'exploitation des systèmes photovoltaïques