Installation Photovoltaïque

Objectif n°1 : Valider le modèle de panneaux photovoltaïque Solar cell disponible dans la bibliothèque simelectronic du logiciel Matlab.

• Ouvrir le modèle « panneaux_solaire_chalet_eleve.slx » avec le logiciel Matlab.

Remarque : pour le panneau solaire ( Solar Cell), on prendra le ISC (courant de court circuit) et le Voc (tension circuit ouvert) correspondant à la documentation constructeur pour θ=25°C, et on choisira 25°C pour le paramètre « Device simulation température ».

• Vérifiez pour plusieurs températures de jonction (Measurement température), la puissance maximale que peut délivrer 1 panneau Photowatt. Comparer avec les courbes constructeur en Annexes . Valider le modèle d’un panneau.

Objectif n°2 : Vérifier que l'énergie récupérée et stockée sous forme électrochimique dans des batteries au plomb (Lead-acid) en hiver est suffisante vis à vis des besoins.

Vérifions que l’énergie récupérée par jour en hiver avec 3 panneaux est suffisante vis à vis des besoins:

On branche directement sur 3 modules PV un ensemble de batteries 12 V au plomb( lead-acid) montées en parallèles ( capacité totale des batteries : 40Ah). On applique 3kWh sur chaque panneaux ( 1000 W pendant une 3 heure).

• Saisissez le montage suivant :

Donner en A.h et en W.h la charge des batteries pour une journée d’ensoleillement en hiver : conclure.

Les modules photovoltaïques fonctionnent-ils à puissance maximale ?

Objectif n°3 : Optimiser l'énergie stockée en insérant entre les panneaux photovoltaïques et les batteries un montage MPPT ( Maximum Pic Power Tracking).

On va insérer entre les panneaux solaires et les batteries un montage adaptateur d’impédance ou MPPT (Maximum Pic Power Tracking), afin de fonctionner au point maximal de la courbe P=f(I) des panneaux, et « tirer » des panneaux la puissance maximale.

Il faut noter cependant que pour que le convertisseur DC-DC fonctionne bien, la charge DC qui correspond aux batterie doit permettre une tension V2 supérieure à V1, ce qui implique que nous utiliserons des batteries 24 V ( au lieu de 12 V précédemment) : si cette solution est retenue, elle impliquera de changer certains récepteurs ( frigo, lampes ) pour fonctionner sous 24 V.

• Ouvrez le fichier « panneaux_MPPT_tension_batterie_chalet.slx »

• Vérifier les valeurs de ISC (courant de court circuit) et le Voc (tension circuit ouvert) correspondant à la documentation constructeur pour θ=25°C, et on choisir 25°C pour le paramètre « Device simulation température » dans le menu « température dependence » des cellules photovoltaïques.

• Vérifiez pour différentes charges initiales des batteries que les modules photovoltaïques fonctionnent à puissance maximale : conclure en calculant l’énergie en W.h que l’on peut récupérer sur une journée d’hiver, et en comparant avec le montage sans adaptateur d’impédance.

Lors de votre présentation, il faudra mettre en évidence la structure du convertisseur DC-DC ( sans en faire l'étude de fonctionnement), et expliquer le principe de la commande MPPT ( représenté ci dessous sous forme de schémas blocs).

Remarque: 1/z correspond à l'échantillon à l'instant (n-1)T_e avec T_e=4 ms ( période d'échantillonnage).