Etude de différentes stratégies de commande des systèmes de poursuite de la puissance maximale

Abstract

Le but de ce travail est d'améliorer le rendement énergétique de la chaine de conversion photovoltaïque, en se basant particulièrement sur le choix convenable de la topologie du convertisseur DC-DC qui permet de poursuivre le point de puissance maximale. Une étude comparative entre trois topologies du convertisseur est envisagée. Le problème majeur d'un module constitué d'un réseau de cellules solaires connectées entre elles, est l'effet de la diminution des performances d'une cellule sur les performances de l'ensemble du module (due à l'ombrage, à la défaillance d'une cellule). En présence de ce phénomène, les caractéristiques I-V et P-V sont modifiées et présentent une multitude de points de puissance maximale 'PPM'. Afin de minimiser les pertes énergétiques dans les systèmes qui se trouvent face à des problèmes d'ombrage, une étude du comportement du générateur photovoltaïque dans ces conditions est faite et un développement d'une loi de commande ‘MPPT’ floue est introduit pour remédier au problème d'existence de deux points de puissance maximale. Ce mémoire est donc structuré en quatre parties interdépendantes, dans le premier chapitre, nous rappelons le principe de fonctionnement d’un générateur photovoltaïque et nous traitons principalement les différentes techniques de son fonctionnement en MPPT. Le deuxième chapitre est consacré à l'étude des convertisseurs DC/DC et leur utilisation dans le conditionnement de la puissance des systèmes photovoltaïques. Lors de cette étude nous faisons une comparaison énergétique entre trois structures de convertisseur DC/DC. Dans le troisième chapitre, nous élaborons deux lois de commande non linéaire floues pour la poursuite du point de puissance maximale. Enfin, dans le quatrième chapitre nous présentons les diverses caractéristiques du module photovoltaïque en présence d'ombrage, et nous proposons un développement d'une loi de commande pour la poursuite du 'PPM' dans le cas d’un module partiellement ombragé. Nous terminerons ce travail par une conclusion générale dans laquelle nous proposerons des perspectives qui peuvent être prises en considération pour la continuité de ce travail.