elec MESSAOUDENE HICHEM

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA
RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE EL HADJ LAKHDAR BATNA
Faculté de Technologie
Département d’Electronique
Mémoire
Présenté en vue de l’obtention du diplôme de Magister en
Electronique
OPTION : Microélectronique
Présenté par :
Mr. MESSAOUDENE Hichem
Thème
Détermination intelligente de la puissance maximale
des modules photovoltaïques
Soutenu le :
Devant le jury :
MAHAMDI Ramdane Prof. Univ. Batna Président
DIBI Zohir Prof. Univ. Batna Rapporteur
DJEFFAL Fayçal Prof. Univ. Batna Examinateur
CHAABI Abdelhafid Prof. Univ. Constantine Examinateur
Année Universitaire 2013/2014

Remerciements
Louange à notre Seigneur "ALLAH" qui nous a doté de la merveilleuse faculté de
raisonnement. Louange à notre Créateur qui nous a incité à acquérir le savoir. C'est
à lui que nous adressons toute notre gratitude en premier lieu.
Je tiens à remercier mon promoteur, Monsieur Zohir DIBI qui m'a chaleureusement
accueilli, et a accepté de diriger ce mémoire, et qui était toujours disponible, avec
ses encouragements et les conseils judicieux de très grande utilité.
Mes remerciements s’adressent également à Monsieur le président de jury, Monsieur
MAHAMDI Ramdane, d’avoir accepté de présider le jury de soutenance.
J’exprime toute ma gratitude à Monsieur DJEFFAL Fayçal professeur à l’université
de Batna et à Monsieur CHAABI Abdelhafid professeur à l’université de
Constantine, d’avoir bien voulus accepté de juger ce travail.
En second lieu, je remercie chaleureusement mes chers parents, frère, et sœurs pour
leurs sacrifices, aides, soutien et encouragement et à tout ceux qui de près ou de loin
auraient contribués au bon déroulement de ce mémoire.
Je souhaite à présent adresser mes sincères remerciements à toutes les personnes
avec qui j’ai eu la chance de travailler ou que j’ai eu l’honneur de côtoyer avant et
pendant la rédaction de ce mémoire, et à tous mes professeurs de l’Université de
BATNA.

SOMMAIRE

SOMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE ......................................................................................... .1
1er Chapitre
ENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE
I.1. INTRODUCTION..................................................................................................... .5
I.2.LE SOLEIL .............................................................................................................. .6
I.3 CONVERSION D’ENERGIE : LES DIFFERENTES TECHNOLOGIES .................................. .8
I.4 LES FILIERES TECHNOLOGIQUES .......................................................................... .11
I.4.1 LE SILICIUM ................................................................................................. .11
I.4.2 LES COUCHES MINCES .................................................................................. .12
I.4.3 CELLULES ORGANIQUES ET PLASTIQUES........................................................ .14
I.5 LE PHOTOVOLTAÏQUE ......................................................................................... .15
I.5.1 LA CELLULE PV ........................................................................................... .15
I.5.2 LES CONDITIONS STANDARDS D’ILLUMINATION ............................................ .15
I.5.3 L’EFFET PHOTOVOLTAÏQUE .......................................................................... .17
I.6 GENERATEUR PHOTOVOLTAÏQUE (GPV) .............................................................. .19
I.7 CARACTERISTIQUE ELECTRIQUE .......................................................................... .22
I.8 LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS DE L’ENERGIE PHOTOVOLTAÏQUE........... .26
II.9 CONCLUSION ................................................................................................. .27
2ème Chapitre
MODELISATION ET SIMULATION DES CELLULES
PHOTOVOLTAÏQUE
II.1. INTRODUCTION ................................................................................................. .28
II.2 MODELISATION DES CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES ............................................ .29
II.2.1 MODELE IDEAL .......................................................................................... .30
II.2.2 MODELE AVEC PERTES OHMIQUES .............................................................. .31
II.2.3 MODELE A UNE DIODE ................................................................................ .31

II.2.4 MODELE A DEUX DIODES ............................................................................ .32
II.3 MODELISATION ET SIMULATION DU GENERATEUR PHOTOVOLTAÏQUE .................. .34
II.3.1 MODELISATION DU GENERATEUR GPV ........................................................ .34
II.3.2 SIMULATION DU GENERATEUR (GPV) A G ET T CONSTANTE ........................ .34
II.3.3 SIMULATION DU GENERATEUR (GPV) A G ET T VARIABLE ........................... .35
II.3.4 L’INFLUENCE DE L’ECLAIREMENT SUR LA CARACTERISTIQUE IPV = F(VP) .... .36
II.3.5 L’INFLUENCE DE L’ECLAIREMENT SUR LA CARACTERISTIQUE PPV = F(VP) ... .37
II.3.6 L’INFLUENCE DE LA TEMPERATURE SUR LA CARACTERISTIQUE IPV = F(VP) .. .38
II.3.7 L’INFLUENCE DE LA TEMPERATURE SUR LA CARACTERISTIQUE PPV = F(VP) . .39
II.4 CONCLUSION .................................................................................................... .40
3ème Chapitre
MODELISATION DU POINT DE LA PUISSANCE MAXIMALE
D’UN MODULE PHOTOVOLTAÏQUE
III.1 INTRODUCTION ................................................................................................. .41
III.2 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UN ETAGE D’ADAPTATION DC-DC ................. .41
III.3 METHODE DE POURSUITE DU POINT DE PUISSANCE MAXIMALE ............................ .42
III.3.1 METHODE DE LA DERIVEE DE LA PUISSANCE................................................ .42
III.3.2 METHODE A CONTRE REACTION DE LA TENSION .......................................... .44
III.3.3 METHODE AVEC CONTRE REACTION DU COURANT ....................................... .46
III.4 PRESENTATIONS DE LA METHODE DE PREDICTION .............................................. .47
III.5 CONCLUSION ................................................................................................... .54
4ème Chapitre
RESULTATS DE SIMULATION
IV.1 INTRODUCTION ................................................................................................. .55
IV.2 RESULTATS DE SIMULATION .............................................................................. .55
IV.2.1 EVALUATION DES PERFORMANCES EN FONCTION DE LA RESISTANCE SERIE ...... .55
IV.2.2 EVALUATION DES PERFORMANCES EN FONCTION DE L’ECLAIREMENT ............. .57
IV.2.3 EVALUATION DES PERFORMANCES EN FONCTION DE LA TEMPERATURE ........... .63