Amélioration et caractérisation des chaînes Amélioration et caractérisation des chaînes de conversion d’énergie photovoltaïquede conversion d’énergie photovoltaïque

C. ALONSO, R. LEYVA-GRASA, H. VALDERRAMA-BLAVI,

CID-PASTOR, R. PEDROLA-VALS, M-F. SHRAIF, V. BOITIER,

I. QUEINNEC, D. LAGRANGE, A. MARTINEZ

Plan de l’exposéPlan de l’exposé

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• Premiers travaux sur un module Boost comprenant une MPPT.

- Module de conversion élémentaire comprenant une MPPT

• Evaluation des différents chargeurs pour systèmes PV.

- Banc de mesures réalisé spécifique- Amélioration des MPPT

• Nouvelles architectures de conversion.

-AC-LFR, N-AC-LFR, Multi Niveaux- Partenariat URV - LAAS

L’optimisation des systèmesL’optimisation des systèmesphotovoltaïques photovoltaïques

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L’optimisation des systèmes PVL’optimisation des systèmes PV

- Réduction des coûts,- Augmentation de la fiabilité,- Connaissance des systèmes complexes,- Conception et réalisation optimisée des systèmes.

• Thème général des recherches.

- Création de chaines de conversion modulaires photovoltaïques,- Développement de lois de commandes spécifiques,- Développement de convertisseurs statiques dédiés de faible puissance (100W),- Etude des associations des convertisseurs

• Enjeux.

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Site expérimental d’étudeSite expérimental d’étude

Financement : ECODEV (de 1997 à 2002)Contrat Région Midi-Pyrénées

• Développement d’un site expérimental1kW de panneaux, 16 batteries de 80 Ah

• Conception d’un site modulaire ouvert pouvant évoluer selon les besoins

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Etage d’adaptation source- chargeEtage d’adaptation source- charge

PV Charge

IPV

VPV

Connexion électrique directeEntre le générateur PV et la charge

Exemple de convertisseur DC-DCUtilisé comme adaptateur entre charge et source

RC

DL

PVLoadCe

C

Control

ISIe

VSVe

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PPV

VPV

P1

P2

PPV

VPV

R1

R2

R3

R4

VOC1VOC2

ICC2

ICC1 PPM1

PPM2

VBat

Problème d’adaptation source- chargeProblème d’adaptation source- charge

dans les générateurs PVdans les générateurs PV

Problèmes à résoudre en 97 sur le convertisseur statique - Obtention de convertisseurs statiques de très faibles puissances et de très haute performance - Association optimale des convertisseurs elementaires pour obtenir des chaines modulaires hautement fiabiliséesC. Alonso

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Principe de la commande MPPTPrincipe de la commande MPPT PPV

VPVP2a

P1a

P1d

P2d

P2b

P1b

P2c

P1c

PPV

VPV

P1bP1a

P2a

P1c_cas1

P1c_cas2

P2c

P2b

Principe de base de la commande MPPT Changement brutal des conditions d’ensoleillement et répercution sur la

recherche du MPP Limitation des commandes MPPT Les courbes P(V) du générateur peuvent présenter plusieurs MPP Des changements brutaux d’ensoleillement ou de charge peuvent arriver à tout moment Les oscillations autour du MPP entraînent des pertes

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La commande MPPT du LAASLa commande MPPT du LAAS

Boost ControlSignal

RCCircuit

-

+

TriangularGenerator

PWMComparator

ArrayVoltage

ArrayCurrent

Multiplier-

+

Comparator

LPFcs

LPFcf

cf > cs

FlipFlop

Système de contrôle Implantation utilisant uniquement des composants analogiques Permet des fréquences de commutation plus élevées Permet une réduction des tailles des composants passifs

Constitution Mesure des courants et tensions du panneau photovoltaïque Recherche permanente du MPP par oscillations autour de lui Compromis existant entre la dynamique et la performances

Salameh & al. Proc. Of Ann. Solar Energy Soc., 1988

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Simulations de la MPPTSimulations de la MPPT

Variation brutale d’éclairement

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