GESTION ENERGETIQUE OPTIMALE DUN SCES « CAS DUN PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE » GESTION ENERGETIQUE OPTIMALE DUN SCES « CAS DUN PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE » Maher

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    03-Apr-2015

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  • GESTION ENERGETIQUE OPTIMALE DUN SCES CAS DUN PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE GESTION ENERGETIQUE OPTIMALE DUN SCES CAS DUN PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE Maher CHAABENE (ISET Sfax) Rpublique Tunisienne Ministre de lEnseignement Suprieur et de Recherche Scientifique et de la Technologie Universit de Sfax cole Nationale dIngnieurs de SFAX Dpartement Gnie lectrique Confrence Mastre CEER
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  • 2 SOMMAIRE Introduction. Introduction. Adaptation dun panneau photovoltaque. Adaptation dun panneau photovoltaque. Les modes dexploitation de llectricit photovoltaque. Les modes dexploitation de llectricit photovoltaque. Etude dun cas: Le P.V. domestique. Etude dun cas: Le P.V. domestique. Conclusion. Conclusion.
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  • 3 Introduction
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  • 4Introduction
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  • 5 Cas dun Panneau photovoltaque Charge AC Charge DC
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  • 6 Les modes dexploitation de llectricit photovoltaque
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  • 7 Caractristiques dun capteur photovoltaque Schma quivalent dune cellule PV Schma dun panneau PV
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  • 8 Adaptation dun panneau photovoltaque caractristique courant/tension dun panneau photovoltaque Courbes caractristiques I-V et P-V pour diffrentes tempratures Courbe I-V pour diffrents clairements.
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  • 9 P PV V PV P1P1 P2P2 I PV V PV R1R1 R2R2 R3R3 R4R4 V OC1 V OC2 I CC2 I CC1 PPM 1 PPM 2 V Bat Problme dadaptation source- charge dans les gnrateurs PV
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  • 10 Principe dadaptation source- charge PV Charge IdId VdVd Connexion lectrique directe Entre le gnrateur PV et la charge Exemple de convertisseur DC-DC Utilis comme adaptateur entre charge et source RCRC D L PV C1 C2 Control I0I0 IdId V0V0 VdVd ILIL vL PWM
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  • 11 I nterrupteur ferm : t ferm = vL = Vd ainsi, aucun courant ne passe dans la charge. T t ferm t ouvert VdVd V d - V 0 vL = Vd Vo Interrupteur ouvert: t ouvert =(1- Ainsi, le courant I L passe dans la charge. On obtient donc : Vo / Vd = 1/(1- ) On mesure V d, on se fixe V 0 (selon charge) et on calcule . La bobine est suppose parfaite, alors : vL = L * diL / dt et vL moyenne=0 Do : Vd * t ferm + (Vd-Vo) * t ouvert = 0
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  • 12 Adaptation dun capteur photovoltaque Adaptation par hacheur / MPPT Adaptation par onduleur : monophas ou triphas Rseau triphas ou charge triphase
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  • 13 Les modes dexploitation de llectricit photovoltaque Exploitation de lnergie photovoltaque Le mode autonome Le mode autonome Pompage deau. Pompage deau. Centrales photovoltaques. Centrales photovoltaques. Le mode connect au rseau Le mode connect au rseau PV connect au rseau. PV connect au rseau. Systme hybride connect au rseau. Systme hybride connect au rseau.
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  • 14 Les modes dexploitation de llectricit photovoltaque Exploitation de lnergie photovoltaque Le mode hybride Le mode hybride systme PV/thermique. systme PV/thermique. Systme PV/batteries. Systme PV/batteries. Systme PV/cellule combustible. Systme PV/cellule combustible. Systme hybride PV/source auxiliaire. Systme hybride PV/source auxiliaire.
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  • 15 Les modes actuels dexploitation
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  • 16 Etude dun cas: Le P.V. domestique. Prsentation de lapproche La logique de commande est base sur: la lecture de la puissance du PV et ltat des rcepteurs. La commande des relais des rcepteurs en se basant sur des critres doptimisation.
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  • 17 Les dtails de lapproche Schma synoptique Schma synoptique La commande consiste : lire la puissance de PV et les tats des rcepteurs. commander les relais sous des contraintes.
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  • 18 Les quations de la commande floue Dans cette tude on mne la fois deux configurations: RPI: R cepteurs de Puissances Identiques. RPI: R cepteurs de Puissances Identiques. RPD.: R cepteurs de Puissances Diff rentes. RPD.: R cepteurs de Puissances Diff rentes. Base de connaissances de lexpert (partition floue) Base de connaissances de lexpert (partition floue) Relais Rcepteurs
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  • 19 Base de connaissances de lexpert (partition floue) Base de connaissances de lexpert (partition floue) Puissance PV (mode RPD) Puissance PV (mode RPI) Les quations de la commande floue
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  • 20 Les quations de la commande floue Base des rgles Base des rgles
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  • 21 Les quations de la commande floue Fuzzification Fuzzification
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  • 22 Algorithme de commande
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  • 24 Simulation Schma de la simulation avec Simulink Schma de la simulation avec Simulink
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  • 25 Rsultats de simulation Rsultats de simulation Simulation du systme RPI Simulation du systme RPI on remarque que lorsque la puissance dbite par le panneau PV est faible (infrieure 150 W), le seul rcepteur aliment est celui n1 (le plus prioritaire). Cependant, lorsque cette puissance croit jusqu atteindre son maximum, les rcepteurs 2, puis 3, puis 4, puis 5 sont successivement aliments ce qui met en vidence leurs priorits.
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  • 26 Simulation du systme RPI Simulation du systme RPI On remarque que les rcepteurs 2 et 4 sont dconnects du panneau mme si la puissance de ce dernier permet leur alimentation (temps = 500). La notion de priorit rparait de nouveau.
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  • 27 Simulation du systme RPD Simulation du systme RPD A travers cette simulation on voit que plus quun rcepteur est de faible puissance plus quil est sollicit. Cela est d au fait que le contrleur cherche exploiter le maximum de puissance venant du panneau PV et ce ; en faisant appel aux rcepteurs de faibles puissances pour consommer les puissances dduites des rcepteurs de forte puissance. Cela est prouv par le fait que le rcepteur 5 ne fonctionne que lorsque le panneau PV offre une puissance assez considrable et dans ce cas il devient le plus prioritaire (instants entre 500 et 1000).
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  • 28 Simulation du systme RPD Simulation du systme RPD on a ferm les interrupteurs des rcepteurs 1, 2, 3 et 6 et on a ouvert ceux des rcepteurs 4 et 5 puis on a effectu une variation arbitraire de la puissance de 0 jusqu 1000W et inversement. A travers cette exprience on voit que lorsque le panneau offre une puissance suprieure 500W, le rcepteur 6 est privilgi pour tre aliment du panneau. Le reste de la puissance est rpartie entre les rcepteurs 1, 2 et 3 dans un ordre de priorit favorisant toujours le rcepteur le plus puissant.
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  • 29 Validation des rsultats Stratgie de validation Dans lobjectif de valider la solution propose, on a excit le contrleur implant par la sortie du modle dun panneau PV de 1000Wp. Ce modle fait appel, son tour, aux volutions de lensoleillement et de la temprature ambiante du site Sfax en fonction du temps.
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  • 30 Validation des rsultats Modle mathmatique du panneau photovoltaque Gnralits Gnralits
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  • 31 Validation des rsultats Modle mathmatique du panneau photovoltaque Application un panneau PV SM50 (Siemens) (50Wp) Application un panneau PV SM50 (Siemens) (50Wp) Or dans notre cas on a fix la tension aux bornes du panneau PV 12V par un tage MPPT, laide dun bloqueur de tension (telle quune batterie).
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  • 32 Validation des rsultats Modle mathmatique du panneau photovoltaque Modle de puissance du panneau PV (50W) Modle de puissance du panneau PV (50W) Modle de puissance du panneau PV (1000W) Modle de puissance du panneau PV (1000W)
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  • 33 Validation des rsultats Les courbes de simulation Le rcepteur de plus faible puissance et celui qui subit le plus de commutation vu quil est le plus prioritaire et donc il sert rcuprer les petites puissances restantes des grands rcepteurs. Le rcepteur de plus faible puissance et celui qui subit le plus de commutation vu quil est le plus prioritaire et donc il sert rcuprer les petites puissances restantes des grands rcepteurs. Le respect de la priorit des rcepteurs. Le respect de la priorit des rcepteurs. Le rcepteur de 500 W na pas pu tre aliment par le panneau PV vu que notre commande le considre le moins prioritaire. Le rcepteur de 500 W na pas pu tre aliment par le panneau PV vu que notre commande le considre le moins prioritaire.
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  • 34 Validation des rsultats Valorisation de lapproche de commande
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  • 35 Validation des rsultats Valorisation de lapproche de commande Bilan mensuel/annuel Bilan mensuel/annuel
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  • 36 Validation des rsultats Valorisation de lapproche de commande Bilan mensuel/annuel Bilan mensuel/annuel
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  • 37 Validation des rsultats Valorisation de lapproche de commande Bilan mensuel/annuel Bilan mensuel/annuel
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  • 38 Validation des rsultats Valorisation de lapproche de commande Bilan mensuel/annuel Bilan mensuel/annuel
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  • 39 Validation des rsultats Valorisation de lapproche de commande Bilan mensuel/annuel Bilan mensuel/annuel
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  • 40 CONCLUSION Cet expos sest intress loptimisation de gestion de lnergie produite par un SCES. Cet expos sest intress loptimisation de gestion de lnergie produite par un SCES. Une tude du cas dun panneau photovoltaque de 1kWp pour alimenter une installation domestique a t prsente. Une tude du cas dun panneau photovoltaque de 1kWp pour alimenter une installation domestique a t prsente. Lappoint complmentaire est assur par le rseau lectrique. Lappoint complmentaire est assur par le rseau lectrique. Ce mode de gestion est engag en vue doffrir le maximum dconomie dnergie. Ce mode de gestion est engag en vue doffrir le maximum dconomie dnergie.
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  • 41 maherchaabane@yahoo.com Maher.chaabane@isetsf.rnu.tn maherchaabane@gmail.com