Commande hybride d'une maison à énergie positive

Abstract

Dans ce travail, notre intérêt s'est porté sur la commande hybride et l'optimisation d'une maison à énergie positive; une maison qu'elle produit plus d'énergie qu'elle n'en consomme. Le système de production d'énergie de la maison proposée se comporte d'une chaine de production photovoltaïque et éolienne, interconnectées par un bus continu à des batteries de stockage et un onduleur muni d'un filtre LC. Un système thermique est installé dans la maison pour satisfaire ses besoins en eau chaude sanitaire et pour aider au chauffage. Après un état de l'art sur ce type des maisons, des modèles de différents composants du système sont proposés. La commande hybride a combiné deux types de commande, flou et par mode de glissement, pour assurer: L'optimisation des énergies photovoltaïque et éolienne, en poursuivant leurs points de puissance maximale; La qualité de l'énergie électrique en commandant la tension de bus continu et la tension de sortie de l'onduleur; et le contrôle de température de l'eau chaude produite, ainsi que celle de l'atmosphère de la maison. Le travail présenté ici est organisé en quatre chapitres: Dans le premier chapitre, après avoir présenté les différents concepts des maisons performantes et la définition de la maison à énergie positive, un état de l'art de ce dernier système est donné. Notre travail portant sur un système d'énergie hybride photovoltaïque/éolienne/thermique et batteries de stockage, une attention particulière a été consacrée à ces types de source et de stockage. Le deuxième chapitre présente la configuration de la maison à énergie positive proposée ainsi que la modélisation de ces différents composants. Ces derniers sont modélisés dans le but d'analyser le comportement dynamique du système complet face aux variations climatiques et de charge. Le système, tel qu'il est modélisé, permet une analyse dynamique en régime de charge équilibré. Dans le troisième chapitre, les différents concepts de la commande hybride sont présentés, puis des notions théoriques des commandes constituant notre commande hybride sont abordées. Nous avons commencé par la commande par logique flou et ses applications dans: l'optimisation de l'énergie photovoltaïque et éolienne, la stabilisation de la tension du bus continu, et la gestion de l'énergie thermique. En vue de l'optimisation, un seul régulateur flou a été utilisée pour toutes ces applications. La commande par mode glissant a été utilisé pour la commande de l'onduleur afin d'obtenir une tension sinusoïdale à amplitude et fréquence constante, quelque soit les perturbations. Le quatrième chapitre est consacré aux résultats de simulation. Ce chapitre présente l'analyse du comportement des différents sous-systèmes, modélisé dans le chapitre deux, et simulés face aux variations climatiques et de charges. Une simulation du système complet a été faite pour voir l'efficacité de notre commande hybride. Ce travail sera clôturé par une conclusion générale synthétisant les conclusions de tous les chapitres, et par des perspectives de ce mémoire.