Conception et realisation d'un générateur photovoltaique muni d'un convertisseur MPPT pour meilleur gestion energétique

Abstract

À l ère du développement durable, la technologie photovoltaïque a montré son potentiel signi catif comme source d énergie renouvelable. Cette thèse est centrée sur l amélioration des performances et du rendement d un système photovoltaïque à travers l utilisation d un algorithme approprié pour la commande de l interface de puissance. L objectif principal est de trouver un algorithme ou une loi de commande éficace et optimale permettant d extraire le maximum de puissance disponible à partir du générateur photovoltaïque (GPV). Ajoutons à celà, l étude, la conception et la réalisation d une unité regroupant un algorithme MPPT et la gestion de l énergie transmise à la charge (batterie). Les points essentiels traités dans cette étude sont : la modélisation d un système photovoltaïque, l étude topologique de l interface de puissance, l étude d un algorithme de poursuite du point de puissance maximale, la simulation d un convertisseur MPPT, la régulation de la tension photovoltaïque et en n la conception et la réalisation d un convertisseur MPPT. Dans cette investigation, l algorithme Perturbation et Observation permettant la poursuite du point de puissance maximale est amélioré et le problème des maxima locaux dans la courbe de puissance du GPV survenant lors d un ombrage partiel du générateur est traité. L amélioration principale de lalgorithme permet d éviter une mauvaise interprétation sur la localisation du MPP lors d'un changement rapide des conditions climatiques. Les résultats de la simulation montrent que l algorithme MPPT proposé permet d améliorer le rendement du système photovoltaïque de manière signi cative. Dans les systèmes d alimentation photovoltaïque, le GPV et le convertisseur à commutation présentent des caractéristiques non linéaires et à temps variants rendant le problème de la commande diffcile. La linéarisation des modèles mathématiques permet de se ramener à un problème de commande simple. Deux approches de commande di¤érentes sont utilisées pour la régulation de la tension photovoltaïque. La première fait appel à un régulateur PID classique muni d une action anti-windup et la deuxième est la commande par mode glissant CMG. L application direct de la CMG pour la poursuite du MPP sans faire appel à un algorithme montre son e¢cacité. Finalement, la conception et la réalisation d un convertisseur MPPT à base d un microcontrôleur visant une gestion énergétique optimale sont décrites.