PV hacheur prallele batterie

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/293488074
Dimensionnement et commande d’un hacheur parallèle alimenté par une
source photovoltaïque
Technical Report · July 2012
DOI: 10.13140/RG.2.1.1409.7682/1
CITATIONS
0
READS
14,403
1 author:
Some of the authors of this publication are also working on these related projects:
Etude et optimisation de méthodes de caractérisation de formes 3D View project
On the use of the advanced techniques for image watermarking View project
Seif Eddine Naffouti
Université libre de Tunis
15 PUBLICATIONS15 CITATIONS
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Seif Eddine Naffouti on 17 April 2018.
The user has requested enhancement of the downloaded file.

République Tunisienne
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
*-*-*-*-*-*-*-*
Université de Monastir
*-*-*-*-*-*-*-*
Ecole Nationale d’Ingénieurs de Monastir
*-*-*-*-*-*-*-*
Année Universitaire : 2011/2012
MEMOIRE
DE
PROJET DE FIN D’ETUDES
PRESENTE POUR OBTENIR LE
D
DI IP PL LÔ ÔM ME E N NA AT TI IO ON NA AL L
D
D’ ’I IN NG GE EN NI IE EU UR R
Spécialité : GENIE ELECTRIQUE
Par
Seif Eddine NAFFOUTI
Dimensionnement et commande d’un hacheur parallèle
alimenté par une source photovoltaïque
Soutenu le 02/07/2012 ; devant le jury d’examen:
Mr Anis SAKLY Président
Mr Boujemâa MELLITI Membre
Mr Sami HASSINE Encadrant
Mr Belgacem BENGHANEM Encadrant
N° : 4057

RESUME
De nos jours, les énergies renouvelables constituent un enjeu majeur dans notre société, en
particulier le solaire. L’énergie solaire peut être convertie en énergie électrique grâce aux
panneaux photovoltaïques.
Le travail effectué dans ce projet de fin d’étude s’articule autour de l’utilisation optimale de
l’énergie solaire afin d’assurer une extraction optimale de cette énergiepar le biais d’un
convertisseur de type Boost.
Dans ce projet, une étude détaillée de la structure du convertisseur élévateur de typeBoost, qui
est intrinsèquement un système non linéaire dépendant de plusieurs paramètres, sont
présentés.
À partir deséquations analytiques d´écrivant la topologie du convertisseur, nous avons établit
le modèle moyen permettant ainsi l’élaboration de la loi de commande.La technique de
commande adoptée est la poursuite du point de fonctionnement à puissance maximale (PPM)
qui a aboutit à un algorithme à implémenter sur un microcontrôleur assurant, la poursuite de
consigne dans le cas d’unetension d’entrée variable en fonction des variations climatiques.
L’efficacité de l’algorithme de commande proposé est démontrée par des résultats de
simulation sur ISIS. Il apparaît que des performances dynamiques intéressantes peuvent être
atteintes en présence de variation de la puissance instantanée fournie par le GPV.
Mots clés : Energie solaire, Panneau photovoltaïque, Convertisseur Boost, Commande MPPT

ENIM Dimensionnement et commande d’un hacheur parallèle alimenté par une source photovoltaïque
P.F.E. / G.E - Electrotechnique Seif Eddine NAFFOUTI
Cahier des charges ................................................................................................................................. 1
Introduction générale ............................................................................................................................ 3
Chapitre I : Généralités, études et analyses de la technologie photovoltaïques ............................... 7
A - La première partie : Généralité sur les systèmes photovoltaïques .................................................... 7
I - Introduction......................................................................................................................................... 7
II - Energie solaire ................................................................................................................................... 7
II.1 - Rayonnement solaire .................................................................................................................. 7
II.2 - Déclinaison du soleil .................................................................................................................. 8
II.3 - Modèle simplifié de l’éclairement .............................................................................................. 8
II.4 - Inclinaison du module par rapport au soleil ............................................................................... 9
III - Historique de l’énergie photovoltaïque .......................................................................................... 11
IV - Principe de la conversion photovoltaïque ...................................................................................... 11
V - Technologies des cellules photovoltaïques ..................................................................................... 12
VI - Étude bibliographiques .................................................................................................................. 13
VII - Différentes configurations des systèmes PV ................................................................................ 14
VII.1 - Système autonome sans batterie ............................................................................................ 15
VII.2 - Système autonome avec batterie ............................................................................................ 15
VII.3 - Système fonctionnant au fil du soleil .................................................................................... 15
VIII - Avantages et inconvénients de l’énergie solaire ......................................................................... 15
VIII.1 - Avantages ............................................................................................................................. 15
VIII.2 - Inconvénients ....................................................................................................................... 16
IX - Conclusion (partie A) ..................................................................................................................... 16
B - La deuxième partie : Etude et analyse de la technologie photovoltaïque ........................................ 17
X - Introduction ..................................................................................................................................... 17
XI - Définitions [23] .............................................................................................................................. 17
XII - Principe d’une cellule photovoltaïque [10] .................................................................................. 18
XII.1 - Les principaux types de générateurs photovoltaïques ........................................................... 19
XII.2 - Avantages et inconvénients des systèmes solaires ............................................................... 20
XIII - Modèle d’une cellule solaire idéale ............................................................................................. 21
XIV - Modèle d’une cellule solaire réelle ............................................................................................. 22

ENIM Dimensionnement et commande d’un hacheur parallèle alimenté par une source photovoltaïque
P.F.E. / G.E - Electrotechnique Seif Eddine NAFFOUTI
XIV.1 - Modèle à une diode (à une seule exponentielle) .................................................................. 22
XIV.2 - Modèle à une diode sans résistance shunt ............................................................................ 23
XV - Caractéristique I-V ....................................................................................................................... 23
XVI - Constitution d’un module photovoltaïque ................................................................................... 24
XVII - Caractéristique d’un GPV élémentaire ...................................................................................... 26
XIII - Protection d’un GPV ................................................................................................................... 26
XIX - Modélisation du module photovoltaïque......................................................................................27
XIX.1 - Influence de l’éclairement et la température ........................................................................ 30
XIX.2 - Recherche du point optimal de fonctionnement................................................................... 31
XIX.3 - Influence de la résistance série ............................................................................................. 32
XIX.4 - Influence du facteur de qualité ............................................................................................. 33
XX - Conclusion (partie B) ................................................................................................................... 33
Chapitre II : Etude et dimensionnement du hacheur parallèle ......................................... 35
I - Introduction....................................................................................................................................... 35
II - Convertisseurs DC-DC pour les systèmes d'énergie solaire ............................................................ 35
II.1 - Non isolés de la source ............................................................................................................. 35
II.2 - Isolés de la source ..................................................................................................................... 36
II.3 - Comparaison des montages ...................................................................................................... 37
III - Circuit d’adaptation •‘ − •‘ du type Boost ............................................................................... 38
III.1 - Introduction ............................................................................................................................. 38
III.2 - Fonctionnement du hacheur Boost .......................................................................................... 38
III .2.1 - Présentation de la structure ............................................................................................. 38
III.2.2 - Conduction continue ........................................................................................................ 40
III.2.3 - Conduction discontinue .................................................................................................... 44
III.2.4 - Signal de commande ........................................................................................................ 45
IV - Dimensionnement et choix des composants ³ et N du hacheur Boost ........................................... 46
IV.1 - Essais de mesures préliminaires des valeurs des composants ................................................. 46
IV.2 - Simulation et validation des résultats sous JPOà .................................................................. 47
IV.2.1 - Etude en simulation de la structure non asservie de hacheur Boost ................................ 47
IV.2.2 - Etude en simulation de la structure asservie de hacheur Boost ....................................... 52
IV.3 - Effet de la tension du panneau JL .......................................................................................... 59
IV.3.1 - Rampe ascendante ............................................................................................................ 60
IV.3.2 - Rampe descendante .......................................................................................................... 61
V - Etude de l’association panneau photovoltaïque-hacheur Boost ...................................................... 62
V.1 - Modélisation d’un panneau photovoltaïque sous JPOà .......................................................... 62
V.2. Etage d’adaptation JÑÖÖÑ − ÑÀ ............................................................................. 65
V.2.1 - Dimensionnements des composants du hacheur Boost ..................................................... 65
V.2.2 - Simulation de fonctionnement de l’étage d’adaptation ..................................................... 68
VI - Conclusion ..................................................................................................................................... 69