Modélisation et simulation d’un système photovoltaïque optimisé par les algorithmes MPPT

Abstract

Photovoltaic energy is an important source of renewable energy. The output power of a panel depends on a number of parameters including the intensity of solar radiation, cell temperature, etc. Due to the highly nonlinear electrical characteristics of PV cells and their associations, their energy to electricity conversion system often suffers from a low efficiency, the maximum power point of which depends on variations in weather conditions, the efficiency of systems PV can be improved by solutions based on PWM and MPPT techniques. There are conventional MPPT methods often used, namely the perturbation and observation method (P&O) and the incremental conductance method (I). This thesis presents a comparative study between these different PWM and MPPT techniques in order to analyze, simulate, and evaluate the overall PV power system under varying operating conditions. To do this, the mathematical models of the system components (panel) have been developed. The simulation results, obtained using the MATLAB/SIMULINK tool, have generally shown that the performance of the MPPT INC controller is much better than that of the MPPT P&O and PWM controller.

L’énergie photovoltaïque est une source importante d'énergie renouvelable. La puissance de sortie d’un panneau dépend d’un certain nombre de paramètres lesquels l’intensité du rayonnement solaire, la température des cellules, etc. En raison des caractéristiques électriques fortement non linéaires des cellules PV et de leurs associations, leur système de conversion d’énergie en électricité souffre souvent d’un rendement faible, dont le point de puissance maximale dépend aux variations des conditions météorologiques, le rendement des systèmes PV peut être amélioré par des solutions à base des techniques MLI et MPPT. Il existe des méthodes MPPT conventionnelles souvent utilisées, à savoir la méthode de perturbation et d'observation (P&O) et la méthode de conductance incrémentale (INC),Ce mémoire présente une étude comparative entre ces différentes techniques MLI et MPPT afin d’analyser, simuler, et évaluer le système global d'alimentation PV sous des conditions de fonctionnement variables. Pour ce faire les modèles mathématiques des composants du système (panneau) ont été développés. Les résultats de simulation, obtenus à l’aide de l’outil Matlab Simulink, ont prouvé en général que les performances du contrôleur MPPT INC sont bien meilleures que ceux du contrôleur MPPT P&O et MLI.

الطاقة الكهروضوئية هي مصدر مهم للطاقة المتجددة. تعتمد الطاقة الخارجة للوحة على عدد من المعلومات بما في ذلك كثافة الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة الخلية ، إلخ. نظرًا للخصائص الكهربائية غير الخطية للخلايا الكهروضوئية وارتباطاتها ، غالبًا ما يعاني نظام تحويل الطاقة إلى الكهرباء من كفاءة منخفضة ، تعتمد نقطة الطاقة القصوى على الاختلافات في الظروف الجوية وكفاءة الأنظمة يمكن تحسين الكهروضوئية من خلال حلول تعتمد على تقنيات تضمين عرض النبضة و تتبع النقطة القصوى للاستطاعة. غالبًا ما تستخدم طرق تتبع النقطة القصوى للاستطاعة التقليدية ، وهي طريقة الاضطراب والملاحظة وطريقة التوصيل التدريجي. تقدم هذه الرسالة دراسة مقارنة بين تقنيات تضمين عرض النبضة و تتبع النقطة القصوى للاستطاعة المختلفة من أجل التحليل ، محاكاة وتقييم نظام الطاقة الكهروضوئية الكلي في ظل ظروف تشغيل مختلفة. للقيام بذلك ، تم تطوير النماذج الرياضية لمكونات النظام (لوحة). أظهرت نتائج المحاكاة، التي تم الحصول عليها باستخدام أداة ما تلاب ، بشكل عام أن أداء وحدة تحكم التوصيل التدريجي أفضل بكثير من أداء وحدة تحكم الاضطراب والملاحظة و تضمين عرض النبضة.