Etudes des Cellules Photovoltaïques

Ip I : Courant délivré par une cellule photovoltaïque (A) Iph : Le photo -courant (A) Ip : Courant de résistance parallèle (A) Ich : Courant de charge (A) h : Constant de Planck (6,62 10-34 j s ) I0 : Le courant de saturation inverse de la diode Icc : Courant de court -circuit d'une cellule ou d'un module solaire (A )

MEMOIRE

MEMOIRE Pour l’obtention du Diplôme de II- 2- Modèle d’une cellule solaire idéale performances des systèmes de conversion photovoltaique (PV), lorsqu

Etudes des Cellules Photovoltaïques

La cellule individuelle, unité de base d'un système photovoltaïque, ne produit qu'une très faible puissance électrique, typiquement de 1 à 3 W avec une tension de moins d'un volt Pour produire plus de puissance, les cellules sont assemblées pour former un module (ou panneau) Les connections en série de plusieurs cellules

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Fig V 7: Cellule photovoltaïque polycristallin avec vitrage 57 Fig V 8: Evolution de la température de la cellule, le tedlar et 58 Fig V 9: Evolution de la température de la cellule et le tedlar en fonction de temps avec et

Cours Energie Solaire Photovoltaïque

haut degré de pureté est requis pour en faire une cellule photovoltaïque et le procédé est coûteux Selon les technologies employées, on retrouve le Silicium monocristallin avec un rendement de 16 à 18 , le Silicium Polycristallin de rendement de 13 à 15 , le silicium amorphe présente une efficacité entre 5 et 10

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1

UNIVERSITE ABOU BEKR BELKAID - TLEMCEN

FACULTÉ DE TECHNOLOGIE

DEPARTEMENT DE GENIE ÉLÉCTRIQUE ET ÉLÉLCTRONIQUEMÉMOIRE pour l"obtention du diplôme de

MASTER

AUTOMATIQUE : contrôle de processus

présenté par

Mlle BENHADDOUCHE NESRINE FATIMA

"Thème"

La Commande D"un Système Photovoltaïque

D"un Satellite

Devant le jury composé de :

•Mr A.BRIKCI NIGASSA , Président de jury.Université de Tlemcen. •Mr A.MECHERNENE , Examinateur.Université de Tlemcen. •Mr B.YAKOUBI, Examinateur.Université de Tlemcen. •Mr M.C.BENHABIB et Mr SM.MELIANI , Encadreur et Co-Encadreur de mémoire.

Université de Tlemcen.

8 Octobre 2013

Année universitaire :2013-2014

Remerciements

Je remercie en premier lieu Dieu qui m"a donné ce bien pour que je vive ce jour et la force et la patience pour terminer ce travail. Je tiens également à remercier tout particulièrement Mr M.C.BENHABIB, qui m"a

encadrée durant tout le long de ce travail, pour sa disponibilité et ses conseils avisés qui

m"ont permis de mener à bien cette maîtrise. Ma gratitude par ailleurs à exprimer mes vifs remerciements à mon co-encadreur Monsieur : SIDI MOHAMED MELIANI, pour sa patience son soutien permanant et ses encouragements. je tiens également à remercier tout particulièrement : Mr.A.BRIKCI NIGASSA pour avoir fait l"honneur de présider le jury de ce mémoire. Mes vifs remerciements aussi à mes examinateurs Mr.B.YAKOUBI et Mr A.MECHERNENE

et Tous deux Maîtres Assistants à l"université Abou Beker Belkaid, pour avoir accepté d"être

examinateurs de ce travail Enfin, je remercie tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à ma formation et à l"élaboration de ce modeste mémoire.

Table des matières

Liste des tableaux

Nomenclature

Liste des abréviations

INTRODUCTION GENERALE

1 Généralité Sur les générateurs photovoltaïques

1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2 Rayonnement solaire dans l"espace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3 L"énergie solaire et les satellites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4 Cellule photovoltaïque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.1 Historique de la cellule photovoltaïque . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.2 les Propriétés des Semi-conducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5 Principe de Fonctionnement de la Cellule Photovoltaïque . . . . . . . . . .

1.6 Matériaux utilisés dans les cellules PV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7 Générateur photovoltaïque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7.1 Constitution d"un module photovoltaïque . . . . . . . . . . . . . .

1.7.2 Mise en série . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7.3 Mise en parallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8 Modélisation électrique d"une cellule photovoltaïque . . . . . . . . . . . .

1.8.1 Paramètres d"une cellule photovoltaïque . . . . . . . . . . . . . . .

1.9 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Modélisation De La Cellule Photovoltaïque

2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2 Modélisation des cellules photovoltaïques . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.1 Modèle à une diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.2 Modèle à deux diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3 Comparaison entre Les deux représentations . . . . . . . . . . . . . . . . .

34
4

2.4 Choix du module photovoltaïque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.5 Caractérisation et Modélisation d"un GPV . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.6 Etude comparative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.6.1 Variation de la température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.6.2 variation du rayonnement solaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 Poursuite du Point de Puissance Maximale MPPT

3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 Introduction d"un étage d"adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3 Le Convertisseurs DC-DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3.1 Le Principe de fonctionnement du hacheur BOOST . . . . . . . . .

3.3.2 Détermination des paramètres du hacheur Boost . . . . . . . . . . .

3.4 Principe de la recherche du point de puissance maximal . . . . . . . . . .

3.4.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5 Synthèse des différentes MPPT rencontrées dans la littérature . . . . . . .

3.5.1 Principe des commandes "Perturb and Observe" (P&O) . . . . . .

3.6 Simulation de l"algorithme perturbation et observation P&O adapter avec

le GPV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.7 MPPT en logique floue, présentation du système . . . . . . . . . . . . . .

3.7.1 Desciption du regulateur floue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.8 Comparaison entre les deux commandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.9 CONCLUSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 Stockages D"énergies

4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.1 Exigence de la batterie sur les satellites . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.2 Capacité en Ampère heure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.3 Rapports de chargement et déchargement . . . . . . . . . . . . . .

4.1.4 Température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.5 Durée de vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.6 Tension d"utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.7 Rendement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.8 Taux d"autodécharge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2 Choix des Batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.1 Principe de fonctionnement de la batterie . . . . . . . . . . . . . .

4.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Conclusion

Liste des tableaux

2.1 caractéristiques électriques du PB380 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 Les règles de contrôle FUZZY [30] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Nomenclature

c Vitesse de la lumièreΩ C Capacité d"entée du convertisseur DC/DC[F] E gEnergie de seuil[1.12eV] ffFacteur de forme

GEclairement[W/m2]

G nomEclairement nominal[W/m2] G

0Eclairement pour les STCΩ

ICourantA

I pvCourant délivrée par la cellule (PV)A I

DCourant diodeA

I loadCourant à travers la chargeA I

PPMCourant au MPPA

I phPhoto-CourantAa I sCourant de SaturationA I isCourant de Saturation inverse de la diodeA I cCourant de Capacité[A] I

LCourant de l"inductance[A]

I ccCourant de court de circuit[A] I shCourant Shunt[A] kConstante de Boltzmann[1,381.10-23J/K] kiCoefficient de la température deIph

LInductance[H]

nFacteur d"idéalité de la diode(1< n <2) N sNombre de cellule en Série N pNombre de cellule en Parallèle P

0Puissance Nominale[w]

7 P

PPMPuissance au Point de puissance maximaleH

qCharge électrique élémentaire[1.6.10-19]

RRésistanceΩ

R loadRésistance de la chargeΩ R sRésistance SérieΩ R shRésistance ParallèleΩ

TTempérature absolue de la cellule[K]

T aTempérature ambiante T modTempérature de fonctionnement de la cellule T rTempérature référence de la cellule(300°C/K) V

DTension aux bornes de la diode[V]

V loadTension aux bornes de la charge[V] V coResistance de l"enroulement rotorique[V] V gResistance de l"enroulement rotorique[V] V thResistance de l"enroulement rotorique[V] V pvResistance de l"enroulement rotorique[V]

Liste des abréviations

AMAir mass

DC/DCContinu/Continu

quotesdbs_dbs16.pdfusesText_22

[PDF] Etudes des Cellules Photovoltaïques

Thème Modélisation et Simulation dun Système Photovoltaïque

MEMOIRE