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5 . Régulateur pour panneau photovoltaïque

2 . Régulateur de charge : 
 
Le régulateur de charge MPPT :

Un générateur photovoltaïque est un générateur dont la caractéristique est fortement non linéaire .

En conséquence, pour un même éclairement, la puissance délivrée sera différente selon la charge .

Un contrôleur MPPT permet donc de piloter le "convertisseur statique" reliant la charge, la batterie de la cellule par exemple, ainsi que le panneau photovoltaïque de manière à fournir en permanence le maximum de puissance à la batterie .

 

Le régulateur MPPT traque avec une grande rapidité et une grande précision la tension Vmp du panneau solaire . Il balaye une plage de tension en entrée pour déterminer constamment à quel point se trouve la puissance maximale délivrée par le panneau .

 

 

Rappel :

la puissance électrique P est fonction de l'intensité I et de la tension U et est égale au produit U x I . Ainsi, on maximise la puissance P si on arrive à maximiser les deux variables I et U . De plus, avec une intensité I donnée, on peut faire varier la tension U en faisant varier la résistance R, selon la Loi d'Ohm où U = R x I .

Dans le cas d'un panneau solaire, l'intensité maximale possible I est dépendante de la puissance lumineuse reçue par la cellule photovoltaïque . Tant que la charge ne dépasse pas la capacité de la cellule, l'intensité I est maximisée par l'ensoleillement reçu . Quand la charge augmente trop, l'intensité I baisse, jusqu'à zéro . Dans ce cas, la puissance de sortie est elle aussi nulle . Pour maximiser la puissance P, on va faire varier la tension U circulant dans la cellule, et atteindre la tension U la plus haute possible sans faire baisser l'intensité I .

On parle d'ailleurs pour les panneaux photovoltaïques de "générateurs non linéaires" .

 

Le régulateur MPPT prélève donc la puissance à cette tension Vmp et la renvoie vers la batterie sous une tension plus basse, ce qui a pour effet d’augmenter le courant de charge . Comme les puissances en entrée et en sortie du régulateur sont égales (dans un modèle au rendement à 100%, les pertes dues à la conversion et au câblage sont négligées), un abaissement de la tension entraine nécessairement une augmentation proportionnelle du courant . La puissance, exprimée en Watts, étant égale au produit de la tension par son courant, si la tension est réduite, le courant augmente nécessairement pour maintenir le ratio entrée/sortie égal.
 
 
      Pour un rendement de 100% :
                                                       Puissance d’Entrée = Puissance de Sortie
                                                       Volts Entrée  x  Ampères Entrée = Volts Sortie  x  Ampères Sortie

 

Exemple :
Prenons un panneau de 135W (Vmp de 17V) relié à une batterie de 12V via un régulateur MPPT .
Sous des conditions idéales, le courant maximum tiré des panneaux est de 7.94A  (135W/17=7.94A) .
Cependant, la tension nominale des batteries est de 12V, ce qui implique que le courant actuel vers la batterie sera de 11.24A (135W/12V=11.24A) .

  MPPT.jpgfig.01 :  le graphe ci-dessus représente la recherche du point où la puissance est maximale et les valeurs aux trois points sont les suivantes :

 

- Point A :                      I = 2.6A  et  V = 14.5V   ====>     P = 37.70 W

- Point B :                      I = 1.9A  et  V = 19.0V   ====>     P = 36.10 W

- Point MPPT :              I = 2.5A  et  V = 18.0V   ====>     P = 45.00 W

 

Comme le montre le graphe ci-dessus, le point de tracking ou le point de puissance maximale, ne sera pas le point A où la tension U est plus élevé ni le point B où l'intensité du courant électrique est importante mais le point MPP (point de tracking), meilleur compromis où le produit  U x I  fournira la puissance maximale à la charge, soit 45,00 watts .

 

 

 

 

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09/02/2020
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