2IWH 2007, 27-29 October 2007, Ghardaïa – Algeria
APPLICATION DES ONDULEURS MATRICIELS DANS LES PILES A
COMBUSTIBLE A HYDROGENE
Said OULD AMROUCHE
Division Energie Solaire Photovoltaique, Centre de Development des Energies Renouvelables.
CDER /Route de L’observatoire, B.P 62–16340, Bouzareah, Alger – Algerie.
ABSTRACT:
La pile à combustible est une source d’énergie pouvant être interconnectée avec le réseau électrique
conventionnel. Pour cela il est nécessaire de l’adapter pour une application optimale. C’est le rôle de
l’onduleur, cet article explore la possibilité de l’introduction nouvelles topologies dans le domaine des
piles à combustible à hydrogène. Dans ce but, la topologie de l’onduleur matriciel est présentée ainsi
quelques exemples de commutateurs bidirectionnels sont donnés. Ensuite un onduleur de courant de
type matriciel 2x3 est étudié.
MOTS CLES: Onduleur matriciel, Pile à combustible, réseau électrique.
1 Introduction
La pile à combustible transforme l’énergie chimique en énergie électrique de forme continue (DC).
D’un point de vue électrique, la pile à combustible est considérée comme étant une source de tension.
Il est nécessaire d’insérer un convertisseur DC/AC (onduleur) entre la pile à combustible et la charge.
Dans le cas où la charge est le réseau électrique triphasé, il est impératif de tenir compte de la
différence entre les valeurs des tensions d’une pile à combustible typique (200V) et le réseau
électrique triphasé (380V).
Une des solutions classiques consiste en l’utilisation d’un convertisseur de type boost ayant pour rôle
l’élévation de la tension continue délivrée par la pile à combustible. Ensuite un onduleur de tension est
chargé de transformer la tension de sortie du circuit boost en tension alternative.
Cet article étudie l’utilisation d’un onduleur de courant de type matriciel (2 x 3). Dans le but d’optimiser
le rendement de l’onduleur et par là le rendement du système à base de la pile à combustible, il est
nécessaire d’étudier les stratégies de commande de l’onduleur matriciel en vue de réduire les pertes
énergétiques.
2 Structure d’un onduleur matriciel
La topologie classique d’un onduleur matriciel 3x3 est présentée par la figure (1). Cette structure relie
directement trois phases à l’entrée avec phases à la sortie. Ce convertisseur nécessite neuf
interrupteurs bidirectionnels. Les convertisseurs matriciels offrent plusieurs avantages relativement
aux topologies traditionnelles, tels que l’élimination des éléments de stockage d’énergie réactive [1], la
possibilité de réinjecter de l’énergie dans le réseau, des courants d’entrée et sortie sinusoïdaux et la
possibilité d’ajuster le facteur de puissance de puissance [2].