Mémoire de Master - Bibliothèque Centrale Université de Ouargla

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE KASDI MERBAH- OUARGLA
Faculté des Sciences et technologie et sciènes de la matière
Département de Génie Electrique
Spécialité : Génie électrique et électronique
Option : Automatique
Mémoire de Master
En vue de l’obtention du diplôme de master
Présenté par :
Othmane BENSEDDIK Fathi DJALOUD
THEME
Soutenu le : 27 /06/2012
Devant le jury composé de :
Nom & Prénom Grade Qualité Université
A. BENMIR MAA President Ouargla
L. AOMAR MAA Examinateur Ouargla
L. KHETTACHE MAA Examinateur Ouargla
M.L. LOUAZENE MAA Promoteur Ouargla
2011/2012

Remerciement
Avant tout nous tenons nos remerciements à notre dieu de nos avoir
donné la force et le courage.
A la suite Nous tenons à remercier vivement Mr. LOUAZENE
Lakhdar notre promoteur qui a fourni des efforts énormes, par ses
informations ses conseils et ses encouragements.
Nous tenons également à remercier messieurs les membres de jury pour
l’honneur qu’ils nos ont fait en acceptant de siéger à notre soutenance,
tout particulièrement : Mr.A. BENMIR pour nous avoir fait
l’honneur de présider le jury de cette mémoire.
Nos vifs remerciements aussi à Mr. L.AOMAR.
Et Mr.L.KHETTACHE, et Tous deux maîtres assistants à l’université
d’Ouargla, pour avoir accepté d’être examinateurs de ce travail.
Et tous les professeurs de département de Génie électrique
A tous ce qui furent à un moment ou à toute instante partie prenante de
ce travail.
Nos plus chaleureux remerciements pour tous ceux qui de prés et de loin
ont contribué à la réalisation de cette mémoire.

I
Introduction générale …………………………………….............................. 1
Chapitre 1: Etude d'un système photovoltaïque
1.1 Introduction ……………………………………………………………………... 3
1.2 L'énergie solaire ………………………………………………………………… 3
1.3 La cellule PV …………………………………………………………………….. 4
1.3.1 L'effet photovoltaïque …………………………………………………... 5
1.3.2 Technologie d'une cellule photovoltaïque ……………………………… 6
1.4 Regroupement des cellules ……………………………………………………... 8
1.4.1 Regroupement en série …………………………………………………… 8
1.4.2 Regroupement en parallèle ………………………………………………. 9
1.4.3 Regroupement (série et parallèle) ……………………………………….. 9
1.5 Modélisation d’une cellule photovoltaïque …………………………………… 10
1.5.1 Cellule photovoltaïque idéal ……………………………………………. 10
1.5.2 Cellule photovoltaïque réel ……………………………………………… 11
1.6 Module photovoltaïque simens …..……………………………….. ………….. 12
1.7 Influence de la température ……………………………………………………. 16
1.8 Influence de l'éclairement ……………………………………………………… 17
1.10 Conclusion ………………………………………………………………………………
19
Chapitre 2: Les convertisseurs statiques
2.1 Introduction ……………………………………………………………………... 20
2.2 Les onduleurs ……………………………………………………………………. 20
2.2.1 Principe de fonctionnement d’un onduleur ……………………………… 21
2.2.2 Onduleur Monophasé …………………………………………………….. 21
2.2.2.1 Onduleur monophasé en demi-pont ……………………………… 21
2.2.2.2 Onduleur monophasé en pont (PontH) …………………………… 22
2.2.3 Onduleur triphasé …………………………………………………………. 22
2.3 Les convertisseurs DC-DC ……...………………………………………………. 23
2.3.1 Le convertisseurs BOOST ………………………………………………... 23
2.3.2 Convertisseur Buck ……………………………………………………….. 25
2.4 Avantage de convertisseur BOOST ……………………………………………. 26

II
2.5 Simulation du l’ hacheur ……………………………………………………….. 27
2.5.1 hacheur série ………………………………………………………………. 27
2.5.2 Hacheur parallèle …………………………………….................................. 31
2.6 Conclusion ………………………………………………………………………... 33
Chapitre 3: Les méthodes d’optimisation
3.1 Introduction ……………………………………………………………………… 34
3.2 Connexion direct entre la source et la charge …………………………………. 34
3.3 Le fonctionnement optimal du générateur photovoltaïque …………………… 36
3.4 Principe de fonctionnement de MPPT ………………………………………….. 37
3.5 Gestion de la MPPT ……………………………………………………………… 38
3.6 Classification de l'algorithme de suiveur la puissance max …………………… 40
3.6.1 Les méthodes indirectes …………………………………………………... 40
3.6.1.1 La méthode de la tension de circuit ouvert du générateur ……… 40
3.6.1.2 La méthode de court-circuit ………………………………………. 41
3.6.2 Les méthodes directes ……………………………………………………... 41
3.6.2.1 La méthode Perturbe & Observe (P&O) ………………………… 41
3.6.2.2 La méthode incrémentation de la conductance (IncCond) ……... 44
3.6.2.3 Méthode a contre réaction de la tension ………………………… 46
3.6.2.4 Méthode contre réaction de courant …………………………….. 47
3.7 Conclusion ………………………………………………………………………... 47
Chapitre 4: Simulation d'un système photovoltaïque
4.1 Introduction ……………………………………………………………………… 49
4.2 Simulation d'un système photovoltaïque…………………………………
49
4.3 Simulation d'un système photovoltaïque avec et sans MPPT………………… 54
4.4 Conclusion…………………………………………………………………………………
60
Conclusion générale……………………………………………………………………. 61
Bibliographique ………………………………………………………………………... 63
Annexe …………………………………………………………………………………. 65

IV
Liste des tableaux
Tableau 1.1 Avantage et l'inconvénient d'une cellule photovoltaïque ………………………………..
7
Tableau 1.2 caractéristique électrique d'un module photovoltaïque SP 75 éventuelle ……………….
12
Tableau 2.1
1
représente la variation de la valeur moyenne de la tension et du courant en fonction
de rapport cyclique ………………………………………………………………………
27
Tableau 2.2 représente la variation de la valeur moyenne de la tension et du courant en fonction de
rapport cyclique ………………………………………………………………………….
29
Tableau 4.1 La variation de la puissance para port la charge (sans MPPT) ………………………….
50
Tableau 4.2 La variation de la puissance para port la charge (avec MPPT) ………………………….
54