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.
