Conception et simulation d’un chargeur solaire pour batterie li-ion

Abstract

L’énergie solaire renouvelable représente le nouvel espoir qui permettra à l’environnement de reprendre son souffle et à l’humain de pouvoir consommer sans consumer, mais un problème se pose : son rendement est faible. En effet, à cause de la fluctuation de la quantité d'énergie produite, liée aux perturbations météorologiques (température et niveau d’éclairement), cette énergie est loin d'être une source stable ! D’où l’impératif de relier le générateur photovoltaïque autonome à un système de stockage (batterie), pour ainsi garantir une disponibilité de l'énergie en cas d'absence du rayonnement solaire et palier au problème. Néanmoins, cette liaison n’est optimale que lors de la présence d’un intermédiaire (étage d’adaptation). Ce projet de mémoire a justement pour objectif d'étudier un de ces intermédiaires, qui n’est autre que le chargeur solaire MPPT commandé par un algorithme “perturbe et observe” qui permettra au générateur photovoltaïque de fonctionner à sa puissance maximale et qui s’occupera de la régulation de charge et décharge des batteries lithium-ion afin de les préserver.

الطاقة الشمسية المتجددة تمثل أمل للبيئة، إلاّ أنّ كفاءتها منخفضة بسبب تقلب كمية الطاقة المتعلقة باضطرابات أحوال الطقس (درجة الحرارة ومستوى الإضاءة) ممّا يجعل هذه الطاقة مصدرا غير مستقر ومن هنا تأتي الحاجة إلى ربط المولد الكهروضوئي المستقل بنظام تخزين (بطارية)، وبالتالي ضمان توفر الطاقة في غياب الإشعاع الشمسي ومع ذلك، فإن هذا الربط يكون مثاليًا فقط عندما يكون هناك وسيط (شاحن البطارية الشمسي). هذه المذكرة تقوم بدراسة شاحن البطارية الشمسي MPPT المتحكم فيه بواسطة خوارزمية "الاضطراب والمراقبة". هذا الشاحن يسمح للمولد الكهروضوئي بالعمل في أقصى طاقته ويهتم بتنظيم شحن وتفريغ بطاريات الليثيوم من أجل الحفاظ عليها.

Renewable solar energy represents the new hope that will allow the environment to catch its breath and the people to live without harming our mother earth, but a problem arises: its efficiency is low. Because of the fluctuation in the amount of energy produced, linked to meteorological disturbances (temperature and light level), this energy is far from being a stable source! Hence the need to connect the autonomous photovoltaic generator to a storage system (battery), thus guaranteeing availability of energy in the absence of solar radiation and alleviating the problem. However, this connection is only optimal when there is an intermediary (adaptation stage). The objective of this thesis project is precisely to study one of these intermediaries, which is none other than the MPPT solar charger controlled by a “perturb & observe” algorithm which will allow the photovoltaic generator to operate at its maximum power and which will take care of the charge and discharge regulation of lithium-ion batteries in order to preserve them.