Ensemble panneau – batterie

1 Caractéristiques électriques (I(V) et P(V))

Trois types de charges DC typiques existent : une charge purement résistive, une charge de type source de tension et une charge de type source de courant. Sur la figure (1. 14), nous avons représenté les caractéristiques I(V) et P(V) d’un générateur PV ainsi que les caractéristiques I(V) des trois types de charges [5].

Tout d’abord, nous pouvons identifier le point de fonctionnement où la puissance fournie par le générateur est maximale pour un courant optimal et une tension optimale. Ce point est nommé MPP (Maximum Power point). Ensuite, nous remarquons le point d’intersection entre les caractéristiques I(V) du générateur et celles des trois types de charges :

1. point A pour une charge en source de courant,
2. point B pour une charge résistive,
3. point C pour une charge de type source de tension,

Pour ces trois points, la puissance fournie par le générateur est respectivement P1, P2 et P3,  comme l’illustre la figure (1. 14), correspondant à des valeurs de puissance inférieures à la puissance maximale disponible. Donc une perte d’une partie de la puissance délivrée par le générateur PV implique, des pertes de production énergétiques importantes.

2 Liaison directe

L’inconvénient de cette configuration est qu’elle n’offre aucun type de limitation et/ou réglage de la tension de la batterie. Le transfert de Puissance maximale disponible aux bornes du GPV vers la charge n’est pas non plus garanti [5].

3 Liaison à travers un étage d’adaptation Générateur PV-Charge

La production de puissance varie fortement en fonction de l’éclairement, de la température et du vieillissement du système. De plus, selon les caractéristiques de la charge sur laquelle le générateur PV débite, nous pouvons trouver un très fort écart entre la puissance potentielle du générateur et celle réellement transférée à la charge en mode connexion directe. Afin d’extraire à chaque instant le maximum de puissance disponible aux bornes du générateur PV et de la transférer à la charge, la technique adoptée classiquement consiste à utiliser un étage d’adaptation entre le générateur PV et la charge comme décrit dans la figure (1. 16), ci-dessous. Cet étage joue le rôle d’interface entre les deux éléments en assurant, à travers une action de contrôle, le transfert du maximum de puissance fournie par le générateur pour qu’elle soit la plus proche possible de la puissance maximale disponible [2].

4 Liaison à travers un convertisseur statique contrôlé par une MPPT

Pour assurer le fonctionnement d’un générateur GPV à son point de puissance maximale MPP, on incorpore un hacheur entre le générateur photovoltaïque et la batterie. Des contrôleurs MPPT sont souvent utilisés pour minimiser l’erreur entre la puissance de fonctionnement et la puissance maximale de référence qui est variable en fonction des conditions climatiques.

Cela permettra d’une part d'extraire la puissance maximale du générateur photovoltaïque, et d'autre part de modifier l'impédance d'entrée du générateur pour qu’il y ait adaptation d’impédance entre la source et la charge.[3]