Etude et contrôle d’un système photovoltaïques en fonctionnement autonome

Abstract

Système photovoltaique : Fonctionnement autonome : Energie solaire : Rayonnement solaire L’augmentation des besoins énergétiques mondiaux, et dans un souci du respect de l’environnement, pousse le monde de plus en plus à s’intéresser aux énergies renouvelables. L’intérêt porté aux énergies renouvelables, nous a amené à nous intéresser au système photovoltaïque autonome. La puissance de ce système est fortement variable puisqu’elle est dépendante de l’éclairement et de la température. Le travail présenté dans ce mémoire concerne la modélisation et simulation de chaque élément constituant le système photovoltaïque avec stockage STEP. En ce qui concerne la deuxième partie, le caractère intermittent de l’énergie solaire étant un de ses principaux inconvénients pour son utilisation permanente ainsi il s’avère indispensable d’emmagasiner une partie de l’énergie produite. De ce fait, nous avons tenté de mettre en exergue, de manière critique un ensemble de caractéristiques techniques et économiques qui permettraient d’améliorer les estimations de coût qui conditionnent l’acceptabilité du stockage. Pour réaliser cela, on dénombre plusieurs méthodes de stockage, électromagnétique (super capacité et supra-inductance), et électrochimique (batteries), sous forme mécanique (système : inertiel, hydraulique STEP). Dans la troisième partie, nous avons présenté les modèles des composants nécessaire dans notre étude tel que (le panneau PV, le STEP et les convertisseurs). Nous avons opté pour la commande MPPT « perturbation et observation ». Cette dernière utilise directement la tension et le courant du panneau photovoltaïque pour chercher le point de fonctionnement correspondant à la puissance maximale. Dans la quatrième partie, nous avons dimensionné le système PV/STEP. Cette méthode permet de calculer le volume d’eau de réservoir nécessaire pour couvrir les besoin de la charge. Pour un profil de charge d’une journée identique pour tous les jours de l’année destiné à l’alimentation d’une maison. Le système photovoltaïque autonome est composé de 3 panneaux photovoltaïques de 217W, d’une charge de besoin journalier de 2000Wh/j. Nous avons développé un algorithme de gestion d’énergie qui est basé sur une comparaison entre la puissance produite par les panneaux photovoltaïques est la puissance demandée par la charge. Et pour finir, nous avons procédé à la simulation du système complet et on a montré l’efficacité de l’algorithme de gestion d’énergie face aux variations climatiques pendant une journée. Comme on a pu le voir à partir des résultats de simulation, comment le STEP stocke de l’énergie (Pompage) dans un réservoir et produire de l’énergie (Turbinage) a partir de la chuted’eau de réservoir. Nous pouvons conclure que ces résultats de simulation sont d’une grande importance pour la maitrise de ce type d’installation.