Stratégies de la Commande MPPT

L’énergie photovoltaïque a un intérêt avéré dans les applications électrique, car il est considéré comme une ressource énergétique inépuisable et largement disponible. Par conséquent, pour maximiser l’efficacité du système d’énergie solaire, il est nécessaire de suivre la puissance maximale du générateur photovoltaïque. Le GPV a un point de fonctionnement optimal qui peut fournir la puissance maximale à la charge. Ce point est appelé le point de puissance maximale (MPP). Le lieu de ce point a une variation non linéaire avec le rayonnement solaire et la température de la cellule. Ainsi, afin de faire fonctionner le GPV à sa MPP, le système PV doit contenir un dispositif de commande MPPT [27], comme illustré dans la Figure.2.1. I V V I + Vpv + Vs Charge Ipv Is Convertisseur DC/DC Commande MPPT Figure 2.1 – Système PV avec la commande MPPT. Le MPP est obtenu lorsque la dérivée de la puissance du module PV sur la dérivée de la tension du module PV est nulle. Fondamentalement, pour atteindre ce point, la tension du GPV est régulée de sorte qu’elle augmente lorsque la pente dP pv/dV pv est positive et diminue lorsque la pente dP pv/dV pv est négative comme illustré dans la Figure.2.2 et comme indiqué dans le Tableau.2.1. igure 2.2 – Caractéristique P − V du module PV. Point de Fonctionnement dVpv dPpv dPpv/dVpv Action de commande A > 0 > 0 > 0 Augmenter Vpv < 0 < 0 > 0 Augmenter Vpv B > 0 < 0 < 0 Diminuer Vpv < 0 > 0 < 0 Diminuer Vpv C > 0 > 0 0 Aucun changement < 0 < 0 0 Aucun changement Tableau 2.1 – Action de commande pour différents points de fonctionnement de la caractéristique P − V du module PV. Les algorithmes P&O et IncCond sont largement utilisés dans les systèmes PV pratiques en raison de leurs simplicité et ne nécessite pas d’étude ou de modélisation préalable des caractéristiques de la source [28]. Ces algorithmes fonctionnent bien lorsque l’irradiation solaire change lentement, ils présentent un comportement erratique pour une évolution rapide de l’éclairement ce qui donne un suivi lent ou incorrecte de MPP [29][30].

Étage d’Adaptation

Les systèmes PV sont presque toujours associés aux convertisseurs de puissance [31][32][33]. Même dans le cas d’une connexion directe entre un module PV et une batterie, une diode anti-retour est nécessaire. Principalement, les convertisseurs DC-DC sont nécessaires pour adapter le niveau de la tension à utilisation planifiée et sont les plus utilisés dans les systèmes PV [34][35], car ils ont une structure Chapitre 2. Stratégies de la Commande MPPT 24 simple qui permet facilement de changer l’impédance liée entre le panneau PV et la charge en changeant le rapport cyclique [36][37]. Le convertisseur DC-DC survolteur est présenté dans la Figure.2.3. Ce convertisseur a été implémenté dans un PCB (Figure.2.4). CHARGE + – + – Vpv Ce Cs Vs Is E Signal de commande Ipv L MOSFET Figure 2.3 – Convertisseur DC-DC boost. Chapitre 2. Stratégies de la Commande MPPT 25 Figure 2.4 – Convertisseur DC-DC boost et son circuit de commande. Le dispositif de commutation utilisé dans ce convertisseur est un MOSFET ; il est plus rapide que l’IGBT, donc moins de pertes de puissance aux hautes fréquences. Les expressions mathématiques du convertisseur Boost sont [38][39][40]. Vs = Vpv × 1 1 − D (2.1)  Lorsque la conversion de puissance est parfaite, la puissance d’entrée est égale à la puissance de sortie. Ppv = Ps (2.2) Vpv × Ipv = Vs × Is (2.3) En substituant Equation (2.1) dans Equation (2.3) Is = Ipv × (1 − D) (2.4) Où D = Ton T et T = 1 F Où Vpv et Ipv sont respectivement la tension et le courant du panneau PV, Vs et Is sont la tension et le courant de sortie du convertisseur survolteur et D le rapport cyclique. Les formes d’onde du convertisseur boost sont représentées dans la Figure.2.5.