III-3-4-3 Méthodes de recherche du point de
puissance maximale MPP
L'unité de régulation de l'onduleur assure un
fonctionnement du générateur PV au point de fonctionnement
optimal (point de puissance maximale ou MP) pour garantir une production de
puissance électrique maximale. Il
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existe environ une vingtaine de méthodes de recherche
du point de puissance maximale d'un champ de modules (Maximum Power Point
Tracking), dont l'efficacité et la rapidité varient. Les deux
méthodes les plus couramment rencontrées sont celles dites du
Hill-Climbing et du P&O (Perturb and Observe) [26].
Ces deux méthodes fonctionnent sur le même
principe qui consiste à perturber le fonctionnement du système et
à analyser ensuite comment le système réagit à
cette perturbation : modification du rapport cyclique de hachage pour la
méthode de Hill-Climbing, modification de la tension aux bornes du champ
de modules photovoltaïques pour la méthode P&O.
Le fait de modifier le rendement de conversion de l'onduleur
perturbe le courant continu issu des modules et par conséquent la
tension à leurs bornes et la puissance instantanée
délivrée. Ces deux méthodes sont donc basées sur le
contrôle de la puissance instantanée délivrée par le
champ de modules PV en fonction de variations de la tension continue aux bornes
du champ PV [26].
III-3-4 Les batteries
Pour la maintenance d'un fonctionnement continu du
système photovoltaïque de pompage, la mise en place d'un
système de stockage d'énergie dans le cas d'insuffisance de
puissance crête du générateur photovoltaïque est
nécessaire mais aussi assez chère.
Les batteries, dites aussi accumulateurs, sont des
systèmes électrochimiques destinés à stocker une
énergie chimique et à la restituer ultérieurement sous
forme d'énergie électrique.
Un accumulateur est un dispositif électrochimique qui
permet la conversion réversible d'énergie chimique en
énergie électrique.
En charge, l'énergie électrique est convertie et
stockée sous forme d'énergie chimique à travers des
réactions d'oxydoréduction. En décharge,
l'élément fonctionne en mode générateur. Dans ce
cas, l'énergie chimique est convertie en énergie
électrique, et les réactions inverses se produisent aux
électrodes.
Un accumulateur est constitué principalement, de deux
électrodes qui permettent de stocker les électrons à
l'issue des réactions électrochimiques d'oxydoréduction.
Ces électrodes sont immergées dans l'électrolyte qui
permet le transport des espèces ioniques d'une électrode à
l'autre. Le séparateur permet l'isolation électrique pour assurer
le passage des électrons via le circuit électrique
extérieur [27].
La Figure III.27 présente le
schéma de principe de fonctionnement d'un accumulateur pour les modes de
décharge (a) et de charge (b).
Figure III.27 : Principe de fonctionnement
d'un accumulateur [27]
La batterie est caractérisée par : [27]
> Sa résistance interne faible (quelques
centièmes d'ohm).
> Sa tension à vide à laquelle la batterie
est totalement chargée.
> Sa tension nominale à laquelle l'énergie
stockée est restituée normalement à la charge ; elle varie
selon le type de batterie et peut avoir : 6, 12, 24, 48 volts.
> Son rendement qui est le rapport entre l'énergie
électrique restituée par l'accumulateur et l'énergie
fournie à l'accumulateur.
> Sa capacité qui est la quantité
d'Ampères qu'elle fournit multipliée par le nombre d'heures
pendant lesquelles le courant circule, elle est proportionnelle aux dimensions
de la batterie. Ce paramètre est exprimé en Coulombs ou
l'ampère-heure (Ah) (1Ah=3600C).
> Sa tension de fin de décharge qui la tension
minimale qu'elle doit avoir pour ne pas s'endommager. > Sa profondeur de
décharge qui est le pourcentage de l'énergie maximale qui doit
être extraite de la
batterie qui est utilisé pendant un cycle de
charge/décharge, elle influence sur la durée de vie de la
batterie (plus la profondeur de décharge est importante
plus la durée de vie de la batterie sera courte). > Son nombre de
jour d'autonomie qui est la période durant laquelle que la batterie
alimente les
récepteurs de sa charge jusqu'à sa
décharge
Il existe plusieurs types d'accumulateurs, on cite les principaux
:
> Accumulateur au plomb Pb
> Accumulateur au Lithium-ion
> Accumulateur au Nickel-Cadium
> Accumulateur Nickel-Metal-Hybride
La batterie au plomb acide est la technologie la plus
utilisée, à cause de son faible coût et sa
disponibilité La capacité de stockage de la batterie est
déterminée par la relation suivante :
????.??
C =D.????????, avec :
Ec : énergie électrique consommée par jour
en Wh/jour N : nombre de jours d'autonomie
D : profondeur de décharge de la batterie
Usys : la tension du système
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