Le générateur photovoltaïque

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 REVUE DE LA LITTÉRATURE
1.1 Introduction
1.2 Contexte et motivation
1.3 Systèmes photovoltaïques
1.3.1 Le cas autonome
1.3.2 Le cas connecté au réseau
1.4 Condensateur de liaison du bus CC
1.4.1 Propriétés et paramètres d’un condensateur
1.4.2 Schéma électrique du condensateur
1.4.3 Condensateurs électrochimiques
1.4.3.1 Constitution et principe du condensateur électrolytique aluminium
1.4.3.2 Structure et connexions du condensateur électrolytique aluminium
1.4.4 Condensateurs à film
1.4.4.1 Constitution et principe du condensateur film métallisé
1.4.4.2 Constitution et principe du condensateur film à armatures
1.5 Topologies avec configuration du convertisseur DC/DC
1.5.1 Topologie à commutation douce
1.5.2 Topologie avec convertisseur DC/DC résonnant
1.5.3 Topologie avec un flyback comme convertisseur DC/DC
1.5.4 Topologie avec un convertisseur boost DC/DC à deux bobines
1.6 Découplage de puissance avec configuration de l’onduleur
1.6.1 Topologie à filtre actif parallèle
1.6.2 Topologie à onduleur monophasé type flyback avec circuit de découplage
1.6.3 Topologie à onduleur type flyback avec condensateur de découplage
1.6.4 Topologie utilisant un convertisseur à trois ports
1.8 Conclusion
CHAPITRE 2 ONDULEURS PHOTOVOLTAÏQUES ET PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
2.1 Introduction
2.2 Généralités sur les systèmes photovoltaïques
2.2.1 Cellule photovoltaïque et effet photovoltaïque
2.2.1.1 Cellule photovoltaïque
2.2.1.2 Effet photovoltaïque
2.2.1.3 Caractéristiques d’une cellule photovoltaïque
2.3 Les onduleurs photovoltaïques
2.3.1 Définition et propriété
2.3.2 Principe de fonctionnement
2.3.2.1 Onduleur autonome
2.3.2.2 Onduleur assisté par le réseau
2.4 Onduleur Monophasé
2.4.1 Onduleur monophasé en demi-pont
2.4.2 Onduleur monophasé en pont (Pont H)
2.5 Onduleur triphasé
2.6 Modélisation des onduleurs photovoltaïques
2.6.1 Onduleur monophasé
2.6.2 Onduleur triphasé
2.7 Effets harmoniques
2.7.1 Taux de distorsion harmonique
2.7.2 Conséquences des perturbations harmoniques
2.8 Rendement des onduleurs photovoltaïques
2.9 Conclusion
CHAPITRE 3 CONDENSATEURS UTILISÉS SUR LE BUS CC DE L’ONDULEUR: UTILITÉ ET FACTEURS INFLUENCANT LEUR DURÉE DE VIE
3.1 Introduction
3.2 Condensateurs du bus CC
3.2.1 Condensateurs électrolytiques
3.2.1.1 Condensateurs électrolytiques à l’aluminium
3.2.1.2 Condensateurs électrolytiques au tantale
3.2.2 Condensateurs céramiques
3.2.3 Condensateurs à film plastiques métallisés
3.3 Rôle du condensateur sur le bus cc de l’onduleur
3.3.1 Utilité des condensateurs
3.3.2 Quantification de la puissance ondulée
3.3.3 Capacité nécessaire du condensateur
3.4 Notion de fiabilité et de défaillance des condensateurs
3.5 Impact d’une défaillance du condensateur sur l’onduleur
3.6 Durée de vie et fin de vie d’un condensateur
3.6.1 Durée de vie d’un condensateur
3.6.1.1 Durée de vie du condensateur en fonction de la température
3.6.1.2 Durée de vie du condensateur en fonction du courant
3.6.1.3 Durée de vie du condensateur en fonction de la tension
3.6.1.4 Relation entre la capacité et la tension d’ondulation
3.6.1.5 Relation entre la résistance équivalente série et la tension d’ondulation
3.6.2 Fin de vie d’un condensateur
3.7 Conclusion
CHAPITRE 4 OPTIMISATION DU FONCTIONNEMENT DES CONDENSATEURS DU BUS CC DE L’ONDULEUR
4.1 Introduction
4.2 Configuration du circuit proposé
4.2.1 Schéma complet du circuit proposé
4.2.2 Circuit additionnel de découplage de puissance
4.3 Principe de fonctionnement additionnel de découplage
4.3.1 Mode buck
4.3.2 Mode boost
4.4 Modèle du circuit proposé
4.4.1 Modélisation du convertisseur boost
4.4.1.1 Principe
4.4.1.2 Modèle mathématique
4.4.2 Modélisation de la puissance ondulatoire
4.4.3 Modélisation du circuit de découplage de puissance
4.5 Commande du circuit proposé
4.5.1 Commande du convertisseur boost
4.5.1.1 Commande perturbation et observation (P&O)
4.5.1.2 Algorithme de la commande perturbation et observation (P&O)
4.5.2 Commande du circuit de découplage de puissance
4.5.3 Commande de l’onduleur
4.5.3.1 Contrôle de la tension du bus CC
4.5.3.2 La synchronisation au réseau
4.5.3.3 Contrôle du courant IS du réseau
4.5.3.4 Schéma de la commande de l’onduleur
4.6 Conclusion
CHAPITRE 5 RÉSULTATS DE SIMULATION ET DISCUSSION
5.1 Introduction
5.2 Schéma électrique du système complet
5.3 Simulation du système complet
5.3.1 Simulation du système avec éclairement maximal constant
5.3.1.1 Cas connecté au réseau
5.3.1.2 Cas autonome
5.3.2 Simulation du système avec éclairement variable
5.3.2.1 Cas connecté au réseau
5.3.2.2 Cas autonome
5.4 Simulation de la performance du circuit découplage de puissance
5.5 Comparaison entre condensateur électrolytique et film sur le bus CC
5.5.1 Paramètres des condensateurs électrolytique et film du bus CC
5.5.2 Comparaison de coût du circuit classique et du circuit proposé
5.5.2.1 Circuit classique
5.5.2.2 Circuit proposé
5.6 Avantages du circuit proposé
5.7 Méthode de prolongation de la durée de vie du condensateur sur le bus CC
5.7.1 Un condensateur électrolytique de 1250μF au bus CC
5.7.2 Deux condensateurs électrolytiques de 625μF au bus CC
5.7.3 Quatre condensateurs électrolytiques de 312.5μF au bus CC
5.8 Autres méthodes de prolongation de la durée de vie du condensateur
5.9 Conclusion
CONCLUSION
RECOMMANDATIONS
ANNEXE I SCHEMA DE SIMULATION DE PANNEAU SOLAIRE
ANNEXE II SCHEMA DE SIMULATION DE L’IMPACT D’UNE DÉFAILLANCE DU CONDENSATEUR DU BUS CC SUR L’ONDULEUR
ANNEXE III SCHÉME SIMULINK SOUS MATLAB DE LA VARIATION DE LA TENSION ONDULÉE EN FONCTION DE LA CAPACITÉ ET DE LA RÉSISTANCE SÉRIE ÉQUIVALENTE
ANNEXE IV SYSTÈME PHOTOVOLTAÏQUE CONNECTÉ AU RÉSEAU
ANNEXE V SYSTÈME PHOTOVOLTAÏQUE AUTONOME AVEC SYSTÈME DE STOCKAGE D’ÉNERGIE
LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES