samedi 12 novembre 2016

Définition et explications sur le MPPT

Définition et explications sur le MPPT (Maximum Power Point Tracking) :


C'est un montage électronique au niveau du régulateur qui permet de tirer le maximum d'énergie d'une installation solaire photovoltaïque.

- Le régulateur MPPT permet d'optimiser le rendement des panneaux solaires jusqu'à 30% : pour un panneau photovoltaïque donné, les batteries recevront 30% d'électricité en plus par rapport à un régulateur solaire classique.
CONVERTISSEUR DC/DC :
La figure 2 montre la représentation d’un convertisseur DC/DC, qui peut être utilisé comme interface entre la source et la charge

Le rôle du convertisseur DC/DC (dans le cadre du PV) est de faire l’adaptation entre la source (GPV) et la charge pour un transfert de puissance maximal. Ceci est fait en maintenant le PF sur ou assez proche du MPP pour n’importe quelles conditions de fonctionnement (rayonnement, température, caractéristique de charge, etc.).
Contrairement au cas général où le convertisseur DC/DC est utilisé pour réguler la tension desortie, ici c’est plutôt la tension d’entrée qui est régulée. La tension de référence (consigne) est alorsconstante ou imposée par un algorithme de commande.


Principe de la Recherche du MPP :
La figure 2 représente le schéma de principe d’un convertisseur MPPT classique. La commande MPPT fait varier le rapport cyclique du convertisseur statique (CS), à l’aide d’un signal électrique approprié, pour tirer le maximum de puissance que le GPV peut fournir. L’algorithme MPPT peut être plus ou moins compliqué pour rechercher le MPP. En général, il est basé sur la variation du rapport cyclique du CS en fonction de l’évolution des paramètres d’entrée de ce dernier (I et V et par conséquent de la puissance du GPV) jusqu’à se placer sur le MPP. Plusieurs algorithmes sont disponibles.

LES ALGORITHMES MPPT :

Il existe dans la littérature plusieurs algorithmes MPPT. Les plus utilisés sont:
Algorithme de la Tension Constante (CV, Constant Voltage)
. Algorithme du Courant constant (Constant Current)
. Perturbation et Observation (P&O, Perturb and Observe)
. Conductance Incrémentale (IncCond, Incremental Conductance)
Les algorithmes P&O et IncCond font partie de la technique appelée Hill Climbing (monté de pente).

a-Algorithme Perturbation et Observation (P&O) :

La méthode P&O est généralement la plus utilisée en raison de sa simplicité et sa facilité de réalisation. Comme son nom l’indique, cette méthode fonctionne en pertu
rbant le système et observant l’impact sur la puissance à la sortie du GPV.
Sur la figure 5.14, on voit que si la tension de fonctionnement est perturbée dans une direction donnée et que la puissance augmente (dP=dV > 0), alors il estclair que la perturbation a déplacé le point de fonctionnement vers le MPP. L’algorithme P&O continuera à perturber la tension dans la même direction. Par contre, si la puissance diminue (dP=dV< 0), alors la perturbation a éloigné le point de fonctionnement du MPP. L’algorithme inversera la direction de la perturbation suivante. Cet algorithme est résumé sur  l’organigramme de la figure 5.
 L’algorithme peut être représenté mathématiquement par l’expression :


Le processus est répété périodiquement jusqu’à ce que le MPP soit atteint. Le système oscillealors autour du MPP, ce qui provoque des pertes de puissance. L’oscillation peut être minimisée en diminuant la taille de la perturbation. Cependant, une taille de perturbation trop petite ralentit considérablement la poursuite du MPP. Il existe alors un compromis entre précision et rapidité.

Dans  cette partie, nous avons entamé la partie la plus importante et la plus délicate de ce mini projet. Il s’agit de la description du convertisseur MPPT qui est un convertisseur de puissance (DC/DC)commandé par un algorithme MPPT. Nous avons expliqué le principe de recherche du MPP. Ensuite, nous avons étudié de manière approfondie le fonctionnement d’un convertisseur de type Buck aboutissant à un modèle mathématique linéarisé (modèle petits signaux).
 Enfin, nous avons cité les algorithmes MPPT existants dans la littérature.