GESTION DU MPPT POUR UN PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE

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1 GESTION DU MPPT POUR UN PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE Equipe projet : Mickael MARTINOT et Germain MOMMER Equipe projet : Mickael MARTINOT et Germain MOMMER

2 SOMMAIRE I) Objet du projet :...2 II) Les termes à maitriser pour réaliser le projet :...2 III) Relever des caractéristiques du panneau : Schéma explicite : Valeurs mesurées :... 4 IV) Interprétation des résultats :...4 V) Création d un algorithme :...5 VI) Création de la face avant dans Labview : Faces avant :... 6 VII) Les différentes structures (câblage + diagramme) : Schéma de câblage normalisé : Photo de notre raccordement en atelier : Diagramme LABVIEW :... 8 VIII)Conclusion :...8 1

3 I) Objet du projet : Le but de ce projet est de pouvoir rechercher le meilleur point de fonctionnement d un panneau photovoltaïque, en agissant sur le rapport cyclique d un hacheur par l intermédiaire d un logiciel de programmation : Labview. Schéma synthétique de la demande : Eclairement Panneau photovoltaïque Adaptation pour MPPT Charge Labview II) Les termes à maitriser pour réaliser le projet : Afin de bien saisir la demande, il nous a paru essentiel de définir certain termes techniques. C est pourquoi, nous avons créé dans un premier temps un lexique que l on retrouve ci-dessous. Maximum Power Point Tracking (MPPT): Le MPPT est un principe permettant de suivre, comme son nom l'indique, le point de puissance maximale d'un générateur électrique (panneau photovoltaïque). Hacheur : Le hacheur est un dispositif mettant en œuvre un ou plusieurs interrupteurs commandés qui permet de modifier la valeur de la tension d'une source de tension continue avec un rendement élevé. Rapport cyclique : En électronique, le rapport cyclique désigne, pour un phénomène périodique, le ratio entre la durée du phénomène sur une période et la durée de cette même période. Ce rapport varie de 0 à 1, en pourcentage de 0 % à 100 %. Formule : = Rapport cyclique = Temps à l'état haut dans une période = Période 2

4 Labview : LabVIEW (contraction de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) est le cœur d une plate-forme de conception de systèmes de mesure et de contrôle, basée sur un environnement de développement graphique de National Instruments. III) Relever des caractéristiques du panneau : Une fois avoir bien saisie la demande, nous avons décidé de réaliser deux mesures pour : - Les caractéristiques concernant la tension du meilleur point de fonctionnement (Vmpp) pour un éclairement maximum (ICCP). - Les caractéristiques concernant la tension pour un éclairement moyen. Pour faire ces mesures, nous n avons pas branché le hacheur. Ces mesures vont nous permettre : - D obtenir la tension à laquelle le panneau photovoltaïque doit fonctionner pour obtenir son rendement maximum. - D analyser la variation d un point de fonctionnement d un éclairement max vers le point de fonctionnement d un éclairement moyen sans agir sur le hacheur. 3.1 Schéma explicite : 3

5 3.2 Valeurs mesurées : Nous avons mesuré l éclairement à l aide d une pince ampermétrique et la tension fournie par le panneau photovoltaïque à l aide d un voltmètre. Afin de visualiser le comportement du point de fonctionnement selon l éclairage, nous avons branché également un oscilloscope. Voici les résultats : Eclairement Max (ICC) Umpp = 16,5v Eclairement Moyen (I) U = 14,2v Vision sur l oscilloscope : I Eclairement Max Icc MPPT I Déplacement du point de fonctionnement Eclairement Moyen U U Umpp IV) Interprétation des résultats : Suite à ces résultats, nous pouvons donc en déduire que le point de fonctionnement du panneau photovoltaïque varie selon l éclairement. Afin que le panneau fonctionne constamment à son meilleur point de fonctionnement pour n importe quel éclairement, nous avons branché un hacheur élévateur. Cet appareil va nous permettre de travailler sur le rapport cyclique pour que U soit toujours égal à 16,5v. Avant de procéder à la partie pratique, nous avons tout d abord créé un algorithme qu il a fallu retranscrire dans Labview. Cet algorithme nous a permis de nous poser les questions nécessaires pour réaliser notre programmation dans Labview. 4

6 V) Création d un algorithme : Cet algorigramme nous a servi de fil conducteur pour réaliser notre programme de gestion du rapport cyclique dans Labview. VI) Création de la face avant dans Labview : Une fois l algorithme défini, nous nous sommes mis à créer une face avant dans Labview afin de pouvoir positionner les appareils de mesures ainsi que les indicateurs numériques des différents appareils pour valider nos essais. 5

7 6.1 Faces avant : Pour que l exercice nous soit bénéfique, nous avons chacun créé une face avant. Cela nous a permis de nous familiariser avec les outils principaux de Labview. Voici nos faces avant : 6

8 Lorsque nous avons réussi à comprendre le fonctionnement de Labview en assimilant toutes les fonctions nécessaires à notre projet. Nous avons réalisé un diagramme sur Labview ainsi qu un schéma de câblage de la maquette pour pouvoir réaliser nos essais. VII) Les différentes structures (câblage + diagramme) : 7.1 Schéma de câblage normalisé : PV C L VPV Vch CH HACHEUR Relation: VPV= 1/Alpha x Vch 7.2 Photo de notre raccordement en atelier : 7

9 7.3 Diagramme LABVIEW : Ci-dessous, le diagramme du programme sous LABVIEW : Au démarrage du programme, le rapport cyclique est calé sur 0,5 afin de se garder une marche de manœuvre si la tension mesuré est d entrée supérieure à la tension au MPPT. Ensuite, le programme exécute la boucle While 1, pour dans un premier temps calculer la puissance grâce à la tension mesurée mais aussi grâce à l intensité. La tension mesurée sera dans un deuxième temps comparée à la tension au MPPT que l utilisateur de l application saisira. Le programme comparera les deux tensions grâce à une structure «SI», décrite ci-dessous : La tension mesurée est-elle supérieure ou égale à la tension au MPPT? VRAI FAUX On diminue le rapport cyclique ALPHA On augmente le rapport cyclique ALPHA N ayant pas eu le temps de tester le programme durant les cours, les valeurs mesurées sont simulées par des constantes numériques. VIII) Conclusion : 1 C est-à-dire qui se répètera indéfiniment. 8

10 Maintenant, nous allons faire un bilan de ce projet. Malgré les difficultés que nous avons eues : - Nous imprégner du fonctionnement du logiciel LABVIEW - Méthode de programmation Nous pouvons dire que nous nous en sommes plutôt bien sortie. Il y a eu énormément d échanges entre nous sur l élaboration d une face avant propre et fonctionnelle. Puis, nous avons téléchargé des cours et travaillé, ensemble, pour réaliser ce diagramme. Nous y avons été par étape dans l élaboration de ce programme. Dans un premier temps, nous avons réalisé des acquisitions de donnée, puis, nous avons fait varier le rapport cyclique manuellement. Durant les dernières semaines, nous avons essayé de faire varier le rapport cyclique automatiquement en fonction de la tension au MPPT. A l heure actuelle, nous n avons pas pu tester notre programme pour prouver son fonctionnement. Mais, en simulant les valeurs de mesure, nous pouvons constater que le programme compare bien les tensions et augmente et diminue Alpha en fonction de la tension mesuré (Diminution d alpha lorsque la tension mesuré est supérieure à la tension au MPPT ; Augmentation d alpha lorsque la tension mesuré est inférieure à la tension au MPPT). Pour terminer, ce projet nous a apporté beaucoup de connaissance en programmation industrielle. Il nous a également apporté une vision différente de la production d énergie photovoltaïque. Ce projet a été un bon complément aux cours de l année dernière. 9