Compte Rendu de de TP

Compte Rendu de de TP°2 :
Modélisation et Simulation d’un Système de
Stockage à base de super Condensateurs
Réalisé par :
Moetez Mnasri et Achref Tounssi
2019/2020

I. Rappel théorique :
Le super condensateur est un moyen de stocker l’énergie sous forme électrostatique.
Il est constitué de 2 électrodes poreuses, généralement en carbone activé, plongées dans un
électrolyte liquide et séparées par un séparateur laissant circuler les ions mais pas les
électrons.
L’interaction des électrodes et de l’électrolyte entraîne l’apparition spontanée d’une
accumulation de charges aux interfaces, on parle de formation d’une double couche
électrochimique : une couche de charges positives et une couche de charge négatives,
l’ensemble étant électriquement neutre.
Les plus gros super condensateurs ont été développés majoritairement pour une utilisation dans
le domaine des transports.
Les relations de base s'écrivent, pour une capacité linéaire :
C étant la capacitance, Q la charge électrique, V la tension appliquée, ε la constante diélectrique
du matériau isolant, A sa surface, d son épaisseur, et W l'énergie électrostatique stockée.

II. Manipulation :
Les équations de Modèle équivalent de Super condensateur :
 Usc=R*IR
 Ir=Isc+IR
 Ir=C*dUc/dt
 Usc=-Uc-r*Ir
 dUc/dt=Ir/C
Schéma équivalent de super condensateur
Nous allons représentons les modèle Simulink de Modèle de SC en appliquant un échelon de
Courant comme l’indique le fig Suivant:

Les super condensateurs servent à stocker une quantité d'énergie beaucoup plus importante
et leur plus faible tension maximale
Pour assurer une recharge efficace d'un super condensateur, un bon système de charge doit :
 Assurer une charge qui n'endommage pas le super condensateur
 Limiter les pertes d'énergie et le dégagement de chaleur lors de la charge
 Optimiser la rapidité de la charge sans endommager le générateur
Ce Modèle de Simulink donne Ce figure :

On notera enfin :
• Usc la tension aux bornes de l'organe de stockage,
• Isc le courant de décharge de l'organe de stockage,
• Usc Max la tension aux bornes de l'organe de stockage en début de décharge,
• Usc Min la tension aux bornes de l'organe de stockage en fin de décharge.
La procédure analytique de dimensionnement, procédure paramétrée par les deux niveaux de
tension Usc Max et Usc Min, est alors la suivante :
• on évalue la capacité minimale de l'organe de stockage, capacité obtenue pour une conversion
sans pertes,
• on détermine dans ces conditions la loi de variation temporelle du courant de décharge,
On déduit le schéma bloc d’une banque capacitive comportant np branche en parallèle dont
chacune est constituée de ns cellules en série
En parallèle, les capacités des super condensateurs s'additionnent :
Csys = C1 + C2
En série, les tensions s'additionnent et la capacité totale du module diminue :
Csys = Ccell/n
Les super condensateurs ont l'avantage d'avoir une très faible résistance série (ESR), mais il
faut penser au fait que l'ESR change lorsque des super condensateurs sont connectés
ensembles.
En parallèle, l’ESR diminue :
ESRsys = ESRcell / n
En série, les résistances série s'additionnent :