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Comment calculer le nombre de panneaux photovoltaïques PDF ?
Pour calculer le nombre de panneaux, il faut diviser votre consommation annuelle par le facteur de conversion (0,85). Par exemple, si vous utilisez 3500 kWh d'électricité par an, vous aurez besoin d'une installation avec une puissance de 3500/0,85 = 4117 Wc (Watt-crête).Comment automatiser l'orientation d'un panneau photovoltaïque ?
Cela se fait de manière automatique, gr? à l'électronique d'une commande GPS. L'orientation idéale pour votre installation solaire est donc vers le sud. Mais en fonction de l'axe de construction de votre maison, ce n'est pas forcément possible pour vous.Comment fonctionnent les panneaux solaires photovoltaïque PDF ?
les électrons, présents au sein des cellules photovoltaïques, se déplacent et créent un courant électrique continu ; ce courant électrique continu est transformé en courant alternatif gr? à un onduleur solaire pour ensuite être diffusé dans le logement, bâtiment, hangar, etc.- La production annuelle sera d'environ 3 kWc x 1 000 x 1,3 = 3 900 kWh. Autre exemple, notre famille du Nord qui dispose de 34 m2 de toiture exposée plein sud. La puissance nominale de cette toiture sera de 34/8 = 4,2 kWc. La production annuelle sera d'environ 4,2 x 1 000 x 0,85 = 3 600 kWh.
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
UNIVERSITE KASDI MERBAH-Ouargla
Domaine : Electronique
Spécialité : Automatique
MEMOIRE MASTER ACADEMIQUE
Présenté par :
Sedrati youcef et Nouar hatem
Thème:
Soutenu publiquement
le: 29/05/2016Devant le jury :
M. A. MEHAOUCHI MAA Président UKM Ouargla M. N. MELHEGUEG MAA Encadreur/rapporteur UKM Ouargla M. M. BOUZIDI MAA Examinateur UKM Ouargla M. A. AOUF MAA Examinateur UKM OuarglaAnnée universitaire: 2015/2016
Implémentation de l'algorithme P&O pour
un système photovoltaïque Avant tout, nous remercions ALLAH, le tout puissant, de nous a donné le courage et la volonté pour accomplir ce travail Nous tenons à remercier notre encadreur Nacer Melhegueg G·MYRLU SRVp XQ VXÓHt très intéressent et pour leur conseils, leur disponibilité et pour nous avoir fait profiter de leur connaissances et deOHXU TXMOLPp PMQP SURIHVVLRQQHOOH TX·OXPMLQH.
Je tiens également à exprimer mes sincères remerciements à M.taibi Djmel pour leurs conseils et leur générosité Sans oublier les parents pour leur Daâouat qui ont guidé toutes nos vies aussi Nous remercions une pensée toute personne qui a contribué en TXHOTXH VRUPH j QRPUH IRUPMPLRQ HP OM PLVH HQ ±XYUH GH ŃHPPH spécification, il est ici pour exprimer notre extrême gratitude.8Q JUMQG UHPHUŃLHPHQP j PRXV OHV HQVHLJQMQPV GH O·8QLYHUVLPp GH
disponibilités et leurs gentillesses. Une dédicace toute spéciale à A nos amies et collègues de l'UniversitéKasdi Merbah.
MERCI ITitre Page
Sommaire I
Liste des figures III
Liste des tableaux IV
Liste des symboles V
Liste des abréviations VI
Introduction générale 1
Chapitre I: Généralité sur les générateurs photovoltaïqueI.1. Introduction 3
I.2. Effet photovoltaïque 3
I.3- cellule photovoltaïque 4
I.4-Diffèrent paramètres de la cellule photovoltaïque 4I.5- Avantages et Inconvénients 6
I.5.1- Avantages 6
I.5.2- Inconvénients 6
I.6-e 6
I.7-Différents modèles électriques de la cellule photovoltaïque 71.7.1-Modèle à Quatre paramètres (4p) 7
I.8-Résolution de l'équation caractéristique I(v) 8I.9- Conclusion 8
Chapitre II : Les algorithmes MPPT
II.1- Introduction 9
II.2- Différent Algorithmes de MPPT 9
II.2.1-Méthode de perturbation et d'observation 9II.2.2- 11
II.2.3- Algorithme à base de la logique floue 12II.2.4- 14
IIII.2.5- 15
II.3- Conclusion 16
Chapitre III : Simulation et Réalisation de SystèmeIII.1- Introduction 17
III.2-partie software (simulation) 17
III.2.1- Outil de développement 17
III.2.2-Simulation et résultat sous Matlab/ Simulink 20III.2.2.1-Simulation du générateur PV 21
III.2.2.2- Simulation du bloc mppt (P&O) 22
III.2.3.2- 24
III.3-partie Hardware 24
III.3.1- Kit FPGAs 24
III.3.2- Programme de test du convertisseur analogique numérique 26III.3.3- Programme Verilog pour PWM 30
III.4- Conclusion 32
Conclusion générale 33
Bibliographie 34
Annexe IX
IIIFigure Titre Page
1.1 4
1.2 Modèle à 4 paramètres 7
2.1 la courbe de puissance-Tension de panneau solaire
2.2 Organigramme de la méthode de perturbation et d'observation 10
2.3 12
2.4 13
2.5 13
2.6 15
2.7 16
3.1 Bibliothèque SIMULINK 18
3.2 Environnement ISE Xilinx 7.1i 19
3.3 D (ADC0809) contrôlé par la commande (P/O) et alimentée avec une charge. 203.4 21
3.5 Simulation du caractéristique Courant-Tension de panneau solaire 21
3.6 Schéma de système en MATLAB-SIMULINK 22
3.7 schéma bloc de la méthode P/O en MATLAB-SIMULINK 22
3.8 Résultat de a commande P/O (Duty) 23
3.9 Schéma bloc de signal de la commande 23
3.10 Résultat de signal de commande (PWM) 23
3.11 physionomie dun FPGA 25
3.12 KIT MDA ASIC2 XILINX FPGA 25
3.13 Schéma bloc partie convertisseur 26
3.14 Schéma électrique Convertisseur-FPGA 27
3.15 28
3.16 Fenêtre de chargement de programme 28
3.17 Test de programme 29
IV3.18 Schéma bloc PWM 30
3.19 30
3.20 Variation du signal PWM 31
Tableau Titre Page
2.1 14
VȌ: La latitude
: La longitudeį: La déclinaison
G : L'irradiation solaire en (W/m2)
I : Le courant en (A)
V : La tension en (V)
Icc : Le courant de court-circuit en (A)
Vco : La tension de circuit ouvert en(V)
Iph : Courant photonique
Id : Courant de diode
RS : La résistance en série
Rsh: La résistance shunt
I0 : Courant inverse de saturation de diode
Iph_ref: Le courant photonique sous condition de référence [A]µCC: Coefficient
Tc ,Tc_ref : La température de cellule, réelle et à la condition de référence q: La constant de charge d'électron 1.620.10-23CK= 1.38.10-23J/K constant de Boltzmann
VINCS: Nombre des cellules en série
MPPT: Maximum Power Point Tracking
P&O: Perturbation et Observation
FPGA: Field-Programmable Gate Array
ADC: Convertisseur Analogique Numérique
VHDL: Hardware Description Language
ASIC: Application-Specific Integrated Circuits
PWM: Pulse-Width Modulation
Introduction générale
1Introduction générale
La consommation d'énergie est augmentée car le développement des sociétés industrialisées;
nos our mener à bien leur développement. De nos jours, une grande partie de la production mondiale dnergie est assurée à partir de sources fossiles (le pétrole, le gaz, le charbon). La consommation de ces sources effectué le lieu par la pollution et en plus de ça ce sont des énergies à ressource limitée. La source d'énergie la plus efficace et inoffensif est probablement l'énergie solaire. Pour denombreuses applications, il est donc techniquement simple à utiliser. L'utilisation de l'énergie
solaire au lieu de la combustion de carburant, en particulier pour simple application comme lechauffage à basse et moyenne température eau, peut réduire la charge sur l'environnement. Alors
le système de production PV est considéré comme une source propre et respectueuse de
l'environnement de l'énergie.L'installation de photovoltaïque (PV) se développe rapidement malgré tout, les systèmes de
génération de PV ont deux problèmes majeurs qui sont liés à une faible efficacité de conversion
d'environ 9% à 12% notamment dans les conditions d'irradiation à faible et que la quantitéd'énergie électrique générée par des panneaux photovoltaïques varie de façon continue avec des
conditions météorologiques [1].A partir de ça on a étudiée dans ce mémoire lnergie solaire photovoltaïque pour maximiser
la puissance produite par des panneaux solaires, un contrôleur utilisé pour suivre le point de
puissance maximale des systèmes PV. Notre objectif de faire une Implémentation de l'algorithme P&O (perturbation et Observation) pour un système PV.Pour bien comprendre ce phénomène, nous avons présenté est organisé dans ce mémoire
trois chapitres : Au premier chapitre, on à la description générale sur le phénomènephotovoltaïque et le principe de générateur photovoltaïque, effet PV, cellule PV et les
paramètres des cellules PV, les avantages et les inconvénients Etfinalement on a représenté la modélisation du module photovoltaïque et les différents circuits
électriques équivalents et ses caractéristiques. Le deuxième chapitre représenté les différents algorithmes de commande MPPT les plus utilisées. Dans le troisième chapitre on vaIntroduction générale
2 et puis transférer cette simulation en langage Verilog utilisant HDL Coder pour . Et on va définir quelques notions sur les FPGAs et le convertisseur ADC 0809 et bien sur le langage verilog, finalement on a présenté les résultats et les courbes obtenues par le logiciel Xilinx FPGA (MDA-ASIC2).Enfin, on terminera par une conclusion générale discutant les résultats obtenus et les
perspectives à entreprendre dans les futurs travaux.Chapitre I Généralités sur les générateurs photovoltaïques
3I.1. Introduction
Le soleil est une source énergétique quasiment illimitée, il pourrait couvrir plusieurs
milliers de fois notre consommation globale d'énergie.C'est pourquoi, l'homme cherche depuis longtemps à mettre à profit cette énergie
importante, il est arrivé à réaliser ce but par le moyen dit cellule photovoltaïque. e photovoltaïque prend une place prépondérante. Pour bien comprendre ce phénomène, nous avons rappelé dans ce chapitre quelques notions Le principe de la cellule photovoltaïque et leurs différentes modèles.I.2. Effet photovoltaïque
Le terme " photovoltaïque » vient du Grec et qui signifie Lumière, il est composé de deux
parties: " photos » (lumière) et du nom de famille du physicien italien (Alessandro Volta) qui inventa la pile électrique en 1800 et donna a tensionélectrique, le volt [2].
-conducteur est exposé à la lumière du soleil, les atomes exposés aubombardement, les électrons des couches électroniques supérieures (appelés électrons des
couches de valence) ont tendance à être "arrachés":Par contre, dans les cellules photovoltaïques, une partie des électrons ne revient pas à son état
initial. Les électrons "arrachés" créent une tension électrique continue faible. Une partie de
énergie cinétique des photons est ainsi directement transformée en énergie électrique:
énergie électrique au moyen de cellules généralement à base de silicium. Pour obtenir une
puissance suffisante, les cellules sont reliées entre elles et constituent le module solaire (figure
1.1).Chapitre I Généralités sur les générateurs photovoltaïques
4Figure (1.1):
I.3- Cellule photovoltaïque
Les cellules photovoltaïques sont des composants optoélectroniques qui transformentdirectement la lumière solaire en électricité par un processus appelé " effet
photovoltaïque », a été découverte par E. Becquerel en 1839. Elles sont réalisées à l'aide de
matériaux semi-conducteurs, c'est à dire ayant des propriétés intermédiaires entre les
conducteurs et les isolants, à partir de ca il y a plusieurs types des cellules photovoltaïques
[3]. Il existe plusieurs types des cellules photovoltaïques, on peut citer : -Cellules monocristallines. -Cellules poly-cristallines. -Cellules amorphes. -Cellules nanocristallines. I.4- simple et adaptable avec différents modules desconstructeurs. Ce modèle doit être modélisé de telle façon que tous les paramètres sont
facilement calculés et en évitant le plus possible les équations complexes.Pour développer un circuit équivalent précis pour une cellule PV, il est nécessaire de
comprendre la configuration physique des éléments de la cellule aussi bien que lescaractéristiques électriques de chaque élément .Selon cette philosophie plusieurs modèles
électriques dans la littérature ont été développésChapitre I Généralités sur les générateurs photovoltaïques
5I(V) plus performants et pratique. Ces modèles sont différents entre eux par la procédure et le
nombre de paramètres pris en compte. I.5-Différents modèles électriques de la cellule photovoltaïque Il existe plusieurs modèles pour modéliser une cellule photovoltaïque, on peut citer -Modèle à sept paramètres (7p) -Modèle à six paramètres (6p) -Modèle à cinq paramètres (5p) - Modèle à quatre paramètres (4p) - Modèle à trois paramètres (3p) Le modèle le plus utilisé est le modèle à quatre paramètres.1.5.1-Modèle à Quatre paramètres (4p)
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