Implementation of maximum power point tracking algorithms for partially shaded photovoltaic generators

Abstract

Dans cette thèse, une étude bibliographique sur les différents types de commandes MPPT destinées à contrôler les systèmes Photovoltaïques (PV) soumis à des conditions d’irradiation uniforme et non uniforme (présence d’ombrage) a été présenté. Les récents progrès de certaines technologies des panneaux PV sont aussi présentés. Un modèle PV basé sur les données du datasheet a été développé pour prévoir les caractéristiques électriques Tension-Puissance et Tension-Courant des différentes technologies photovoltaïques. Le modèle photovoltaïque développé a été évalué et les résultats expérimentaux ont été fournis. Aussi, trois contrôleurs MPPT dédiées à la commande des systèmes photovoltaïques ont été proposés pour extraire le point de puissance maximale disponible. Le premier contrôleur MPPT basé sur une technique connue sous le nom Golden Section Optimisation, présente plusieurs avantages lorsque l’irradiation du générateur photovoltaïque est uniforme. Cependant, il montre des limitations dans le cas des conditions où le motif d’ombrage est compliqué. A cet effet, un autre contrôleur MPPT basé sur la combinaison de la procédure balayage-stockage avec une boucle de suivi floue a été proposé. Cette solution, présente une grande précision et une robustesse dans différents conditions de fonctionnement. Cependant, l’utilisation du contrôleur flou conduit à une grande complexité lors d’une implémentation. Le troisième contrôleur MPPT élaboré utilise deux boucles en cascade. La première est la boucle d’identification, tandis que, la deuxième est la boucle de suivi. Ce contrôleur offre une grande précision et robustesse. L'implémentation hardware a été effectuée pour évaluer et comparer les performances du contrôleur MPPT. La plate-forme d'implémentation a été conçue dans le laboratoire Quartz EA 7693 situé à l’école Nationale Supérieure de l’électronique et de ses Applications (ENSEA), France.