Optimisation de la conversion énergétique pour les systèmes à énergie Photovoltaïque

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Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté de Technologie

Abstract

Maximum Power Point Tracking (MPPT) methods are used in photovoltaic (PV) systems to continually maximize the PV array output power, which strongly depends on both solar radiation and cell temperature. The PV power oscillations around the maximum power point (MPP) resulting from the conventional methods and complexity of the non-conventional ones are convincing reasons to look for novel MPPT methods. This paper deals with simple Genetic Algorithms (GAs) based MPPT method in order to improve the convergence, rapidity, and accuracy of the PV system. The proposed method can also efficiently track the global MPP, which is very useful for partial shading. At first, a review of the algorithm is given, followed with many test examples; then, a comparison by means Matlab/Simulink© (R2009b) is conducted between the proposed MPPT and, the popular Perturb and Observe (PO) and Incremental Conductance (IC) techniques. The results show clearly the superiority of the proposed controller. Indeed, with the proposed algorithm, oscillations around the MPP are dramatically minimized, a better stability is observed and increase in the output power efficiency is obtained. All these results are experimentally validated by a test bench developed at LIAS laboratory (Poitiers university, Poitiers, France) using real PV panels and a PV emulator which allows one to define a profile insolation model. In addition, the proposed method permits one to perform the test of linearity between the optimal current Imp (current at maximum power) and the short-circuit current Isc, and between the optimal voltage Vmp and open-circuit voltage Voc, so the current and voltage factors can be easily obtained with our algorithm

Description

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’optimisation de la conversion énergétique d’un système PV par le développement d’une technique de poursuite du point de puissance maximale (MPPT) en utilisant les algorithmes génétiques, ceci dans le but d’améliorer les performances du système notamment la rapidité et la stabilité. L’instabilité est due essentiellement aux oscillations de la puissance autour du point de puissance maximale PPM, engendrées par des techniques MPPT les plus répandues (perturb and observe PO et incremental conductance IC). Une étude théorique de la méthode proposée est présentée, suivie par une implémentation sur Matlab/Simulink puis une comparaison par la simulation avec les méthodes PO et IC. Ensuite, l’algorithme proposé et les deux algorithmes PO et IC sont implémentés sur une interface à temps réel (dSPACE1005) et la commande ainsi obtenue est insérée dans un système PV. Les résultats obtenus par la simulation et par les tests expérimentaux ont prouvé une bonne rapidité et une stabilité remarquable de la technique proposée, le problème de l’oscillation de la puissance rencontrée avec les méthodes PO et IC est résolu et le rendement est amélioré

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