Etude d'une nouvelle topologie buck-boost appliquée à un MPPT

Abstract

Les convertisseurs DC/DC sont utilisés dans plusieurs domaines et jouent un rôle primordial dans les applications photovoltaïques. Après une étude des configurations utilisées dans ces dispositifs, nous proposons une structure à deux interrupteurs permettant l’amélioration du rendement en puissance d’un convertisseur de type buck/boost. Nous avons effectué une étude générale du générateur photovoltaïque et de son fonctionnement à sa puissance maximale en utilisant un algorithme MPPT. Cela nous a mené à proposer une version modifiée pour l’amélioration du rendement en puissance du système GPV-Convertisseur. Deux réalisations ont été mises au point: une première qui a pour but la vérification des avantages de la version à deux interrupteurs et une seconde dans laquelle nous avons implémenté un algorithme MPPT de type P&O sur un PIC 16F876, le but étant d’améliorer le rendement en puissance du système GPV-Convertisseur par une commande PWM. Les résultats obtenus nous sont apparus satisfaisants. Ce travail est présenté en cinq chapitres: * Un premier chapitre qui est une étude préliminaire des convertisseurs DC/DC, de leur principe et des différents types existants. Nous avons aussi présenté leur modèle mathématique. * Le deuxième chapitre présente le GPV, sa caractéristique I=f (V), les facteurs influant sur cette caractéristique du point de vue rendement et puissance, ainsi que son fonctionnement à son point de puissance maximale, par l’intermédiaire d’un algorithme MPPT (P&O). Ce chapitre contient aussi la simulation sous l’environnement ‘SIMULINK’ de MATLAB du GPV et de la commande MPPT. Le système est utilisé pour la simulation des différentes parties (panneau solaire, MPPT « P&O », convertisseur DC-DC). * Dans le troisième chapitre nous entamons l’étude des dispositifs essentiels utilisés dans les convertisseurs DC/DC tels que l’inductance, la diode et le transistor MOSFET. * Dans le quatrième chapitre, après une discussion sur les rendements dans un convertisseur de type buck/boost nous proposons deux topologies; la première a pour but d’améliorer le rendement en puissance, et la deuxième pour que ce rendement soit optimal quelle que soit la puissance d’entrée en cas d’une application photovoltaïque. * Le cinquième et dernier chapitre présente les réalisations mises au point: * la partie commande qui est l’algorithme MPPT implémenté sur PIC16F876 qui génère un signal PWM attaquant les interrupteurs du convertisseur, et les différents capteurs (courant/tension). * Les étages de puissance qui avaient été réalisés Les tests effectués sont décrits et les résultats obtenus sont discutés. Une conclusion générale clôt ce mémoire et discute des perspectives de ce travail.