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The importance of the thematic Wind generation Solar generation Implementation concerns

Principes

Les principes des contrôleurs MPPT sont souvent basés sur le « coude » de la caractéristique P-V. C'est plus ou moins une méthode par tâtonnement, comme le montre la figure suivante.

Figure1  : Principe d'un contrôleur MPPT

On se place à un endroit de la courbe (X1), et l'on regarde si la valeur du point suivant est supérieure ou non. Si oui, on se déplace au point suivant (X2), jusqu'au moment où le terme suivant (Xn) sera inférieur au précédent (Xn-1). A ce moment, on prend un intervalle de valeur entre chaque point plus faible, et l'on recommence à partir de (Xn-1), jusqu'à obtenir le MPP (X).

L'animation suivante permet de visualiser la recherche du MPP en faisant varier la tension de batterie, afin de trouver la valeur optimale d'après les caractéristiques I-V, et P-V.

Figure2 : Recherche du MPP

Cependant, ce principe, facile à réaliser semble t-il dans ces conditions, devient moins accessible lorsque l'éclairement intervient. En effet, lorsque l'intensité de l'éclairement varie, on passe ici à une valeur E2<E1, la caractéristique P-V change. Le point X, qui était jusqu'à présent le MPP, se retrouve être un mauvais point de fonctionnement dans les nouvelles conditions, comme le montre la figure suivante. On voit apparaître un nouveau point de fonctionnement ici appelé X'.

Figure3 : Conséquence d'un changement d'éclairement sur la recherche du MPP

Comme pour les régulateurs linéaires, le contrôle est basé sur un système de régulation qui a Xs et Xe respectivement comme variables de sortie et d'entrée. Dans la plupart des systèmes de régulation, seulement une mesure est nécessaire pour connaître le rapport entre Xs et Xe, mais ce n'est pas une condition suffisante dans un système où le rapport est une fonction du temps.

Figure4 : Schéma bloc classique

Le déplacement de Xe, peut être assimilé à une perturbation dans la régulation du maximum. En effet, quand le signe de la dérivée de Xs est connu, et si cela signifie que Xs s'éloigne du maximum, alors le contrôleur change le signe de la direction de Xe pour retrouver le maximum. Cette constante évolution de Xe introduit un état d'oscillation autour de la valeur maximale.

Cependant, plusieurs limites existent :

•  La caractéristique P-V du générateur peut avoir plus de un maximum. Cela se produit quand beaucoup de cellules PV, avec leur diode de protection, sont associées en série ou en parallèle.

•  Des variations brutales peuvent apparaître au niveau de l'éclairement ou de la charge. Si le MPPT n'a pas une bonne dynamique, le MPP peut être perdu. Pendant le temps qu'il faudra pour retrouver le MPP, de nouvelles pertes de puissance vont apparaître.

•  Des oscillations autour du MPP existent lors de la recherche de ce point. Cela introduit des pertes.

Il est bon de remarquer que les MPPT travaillent à très hautes fréquences audio, entre 20kHz et 50kHz. L'avantage des circuits à haute fréquence est qu'ils peuvent être construits avec des transformateurs de très bon rendement, et des petits composants.

 

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Last update: 2005, September, 30 | Translation: Sergiu Ivanov