Etude d'un système photovoltaïque/Batterie

Abstract

Ce mémoire de master, intitulé "Etude d'un système photovoltaïque/Batterie", présente la conception, la modélisation et la simulation d'un système photovoltaïque complet intégrant un dispositif de stockage par batterie. Face aux enjeux de la transition énergétique, ce travail explore une solution durable pour la production et la gestion de l'électricité à partir de l'énergie solaire. Le document est structuré en trois chapitres principaux : -Etat de l'art : Présente les fondamentaux de l'énergie solaire photovoltaïque, l'historique de la technologie, les composants d'un système (cellule, module, panneau, batterie, régulateur) et les différents types d'installations (sites isolés, raccordées au réseau). -Modélisation du système : Détaille la modélisation mathématique du panneau photovoltaïque, l'étude des convertisseurs DC/DC (notamment le hacheur Boost et le convertisseur bidirectionnel) et de la commande MPPT (Perturb and Observe), ainsi que celle de la batterie Plomb-acide. -Simulation du système global : Décrit l'architecture d'un système basé sur un bus DC, intégrant le panneau, la batterie et la charge. Les simulations sous MATLAB/Simulink démontrent l'efficacité de la gestion d'énergie, où la batterie compense les déficits ou stocke les excédents de production solaire pour assurer une alimentation stable et continue de la charge. Les résultats de simulation confirment la performance du système proposé, validant sa capacité à optimiser l'utilisation de l'énergie solaire et à garantir une puissance de sortie stable grâce à une gestion intelligente des flux énergétiques. This master's thesis, entitled "Study of a Photovoltaic/Battery System", focuses on the design, modeling, and simulation of a complete photovoltaic system integrated with battery storage. Addressing the challenges of the energy transition, this work explores a sustainable solution for generating and managing electricity from solar energy. The document is structured into three main chapters: -State of the Art: Introduces the fundamentals of solar photovoltaic energy, the history of the technology, the components of a system (cell, module, panel, battery, regulator), and the different types of installations (off-grid, grid-connected). -System Modeling: Details the mathematical modeling of the photovoltaic panel, the study of DC/DC converters (including the Boost converter and the bidirectional converter) and the MPPT command (Perturb and Observe algorithm), as well as the Lead-acid battery. -Global System Simulation: Describes the architecture of a DC bus-based system integrating the panel, the battery, and the load. Simulations using MATLAB/Simulink demonstrate the effectiveness of the energy management, where the battery compensates for deficits or stores surplus solar production to ensure a stable and continuous power supply to the load. The simulation results confirm the performance of the proposed system, validating its ability to optimize the use of solar energy and ensure stable output power through intelligent energy flow management