Etude et simulation des techniques MPPT d’un système photovoltaïque

Abstract

Ce travail est un mémoire de Master 2 en automatique réalisé à l’université A. Mira de Bejaïa sur la commande MPPT des panneaux PV. Il peut être vu comme une étude comparative entre trois méthodes MPPT qui sont P&O, INC et la commande par logique floue. L’objectif principal consiste à mettre en évidence la méthode qui aboutit à l’extraction de la puissance maximale à partir du panneau PV. Pour atteindre cet objectif, après avoir présenté des généralités sur les systèmes PV, nous avons commencé par la modélisation mathématique d’un panneau photovoltaïque. Le modèle obtenu formalise un regroupement de cellules en série ou en parallèle en se basant sur les caractéristiques du panneau étudié. La présentation de ce modèle nous a permis d’élaborer le schéma SIMULINK de notre système. En conditions atmosphériques normales, les cellules du panneau sont exposées à une température de 25° C et un éclairement de 1000 w/m2. La puissance que peut délivrer le panneau PV est alors de (250Watts). Après l’étape de la modélisation, nous nous sommes intéressés au problème de maximisation de la puissance délivrée par générateur PV. Pour ce faire, nous avons testé et comparé plusieurs méthodes MPPT qui sont la méthode « P&O », « INC »et la commande par logique floue. Les résultats montrent que toutes les méthodes testées sous les conditions atmosphériques standards atteignent le point MPP avec succès. Cependant, nous avons constaté que les deux méthodes « P&O » et « INC » présentent des oscillations autour du MPP tandis que la commande floue donne la meilleure réponse en termes de précision. Notre simulation ne s’est pas limitée aux conditions atmosphériques standards. En effet, nous avons testé aussi les trois méthodes encas de l’ombrage partiel. Les résultats de simulation nous ont montré que les deux techniques « P&O » et « INC » converge vers optimum local. Par contre, la commande floue optimisée par le PSO donne des résultats beaucoup plus meilleurs et converge vers le MPP. D’après cette étude, on peut dire que : ? Le convertisseur statique DC-DC est un convertisseur idéal pour le système. Il permet d’avoir une tension à sa sortie supérieure à celle fournie par le GPV. ? L’utilisation de la commande MPPT permet d’améliorer le rendement des installations PV ? La commande floue est efficace, mais elle nécessite un agent expert pour construire les fonctions d’appartenance et les règles d’inférence. ? L’utilisation du PSO permet d’optimiser le contrôleur flou. Perspectives et travaux à venir Ce travail peut être amélioré dans l’avenir. Nous proposons dans les travaux à venir de : 1- Réaliser la commande sur un dispositif pratique. 2- Utiliser les méthodes PSO modernes (Social Learning PSO, Compréhensive Learning PSO, Barebone PSO etc) reconnues d’être plus efficaces que la méthode PSO canonique. 3- Explorer le domaine des stratégies évolutionnaires les plus efficaces afin de trouver les résultats les plus prometteurs en toute condition.