CHAPITRE III : Résultats de simulation de
la
chaine photovoltaïque connectée au
réseau sous
MATLAB/ Simulink
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ENSIT
Chapitre III : Résultats de simulation de la
chaine photovoltaïque connecté au réseau sous
MATLAB/Simulink
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III.1. Introduction
La modélisation des différentes parties de notre
système photovoltaïque global étant faite dans le chapitre
précédent, nous nous intéressons dans ce chapitre,
à étudier le comportement de chaque dispositif constituant la
chaine PV ainsi que le comportement de la chaine PV complète
connectée au réseau. L'étude concerne essentiellement
l'analyse des caractéristiques de tension, de courant et de puissance
simulées par le logiciel MATLAB. Ainsi, dans la première partie
de ce chapitre, nous commencerons par présenter les résultats de
simulation des caractéristiques du générateur PV (GPV),
ensuite dans la deuxième partie, nous montrerons les résultats de
simulation du hacheur avec sa commande bien adaptée au fonctionnement du
GPV. Les résultats de simulation de l'onduleur avec sa commande
associée seront présentés dans la troisième partie
de ce chapitre. Dans la dernière partie, nous exposerons les
résultats de simulation de la chaine PV globale raccordée au
réseau.
III.2. Le générateur
photovoltaïque
Le GPV est conçu sur l'interface graphique de MATLAB/
Simulink à partir de l'équation I.2 caractérisant le
modèle mathématique de notre générateur PV. Il est
représenté sous forme d'un bloc dont les entrées sont
l'éclairement G et la température T. La tension et le courant
sont ses grandeurs de sortie comme le montre la figure III.1.
Figure III.1: Bloc du GPV implanté sur
l'interface graphique de Simulink
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Le GPV conçu est de puissance 2500 Wc. Il
est formé par une association en série de dix panneaux PV de
puissance 250 Wc chacun. Nous représentons alors tout
d'abord, les grandeurs d'un seul panneau puis celles du
générateur PV global. Ainsi, la tension à vide de sortie
d'un seul panneau dans les conditions nominales de température et
d'éclairement (G= 1000 W/m2 et T=25°) est
indiquée sur la figure III.2.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
X: 1.265
Y: 37.93
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
Temps (s)
Figure III.2: Tension à vide d'un
panneau photovoltaïque en fonction du temps
Selon la figure III.2, la caractéristique de la tension
à vide d'un seul panneau augmente à partir de zéro pour se
stabiliser à sa valeur maximale qui est égale à
37.9V.
Nous pouvons aussi tracer les courbes du courant et de la
puissance en fonction de la tension d'un seul panneau afin de tirer ses
caractéristiques pour une température ambiante de 25°C et un
éclairement G de 1000W/m2. Les courbes I=f(V) et P=f(V) sont
représentées respectivement sur la figure III.3.
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9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
X: 20.23
Y: 8.77
0 5 10 15 20 25 30 35 40
a
Tension (V)
X: 30.54
Z: 250
0 5 10 15 20 25 30 35 40
b
Tension (V)
300
250
200
150
100
50
0
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Figure III.3: Caractéristiques du
panneau photovoltaïque
(a) Caractéristique courant-tension du panneau PV
(b)
Caractéristique puissance-tension du panneau PV
En se référant à la figure III.3, nous
pouvons tirer les caractéristiques du panneau PV. Ces
caractéristiques sont données dans le tableau III.1.
Tableau III.1 : Caractéristiques du
panneau PV
|
Puissance maximale
|
= 250 Wc
|
|
Tension à
|
= 30. 5V
|
|
Courant à
|
= 8.22 A
|
|
Courant de court-circuit
|
= 8.77 A
|
|
Tension en circuit ouvert
|
= 37.9 V
|
A partir de ce panneau PV possédant les
caractéristiques présentées dans le tableau ci-dessus,
nous en avons mis dix (10) en série pour constituer un GPV
considéré comme le générateur de base de notre
système d'étude. Ses caractéristiques I=f(V) et P=f(V)
sont alors illustrées sur la figure III.4. D'après les courbes
présentées sur cette figure, nous pouvons tirer les
caractéristiques du GPV ainsi conçu.
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9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
X: 208.7
Y: 8.77
X: 379
Y: 0.0646
0 50 100 150 200 250 300 350 400
c
Tension (I)
X: 305.4
Y: 2500
X: 379
Z: 22.45
0 50 100 150 200 250 300 350 400
d
Tension (I)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Figure III.4: Caractéristiques du
générateur PV
(c) Caractéristique courant-tension du GPV
(d)
Caractéristique puissance-tension du GPV
Nous regroupons dans le tableau III.2, les
caractéristiques du générateur PV.
Tableau III.2: Caractéristiques du
générateur PV
|
Nombre des panneaux PV en série Ns et en
parallèle Np du GPV
|
=
|
10 = 1
|
|
Puissance maximale du GPV
|
|
= 2500 Wc
|
|
Courant de court-circuit
|
=
|
8.77 A
|
|
Tension à
|
|
= 305 V
|
|
Courant à
|
|
= 8.22 A
|
|
Tension en circuit ouvert
|
= 379 V
|
Les caractéristiques du GPV déduites à
partir des courbes présentées sur la figure III.4 montrent
effectivement que notre GPV est conçu à partir d'une association
de dix panneaux en série dont les caractéristiques sont
montrées sur le tableau III.1. Ceci est justifié par le fait que
les tensions en circuit ouvert et à puissances optimales du panneau qui
étaient respectivement de Vco = 37.9 V et Vopt = 30.5 V se trouvent
être multipliées par dix et les nouvelles valeurs sont
respectivement Vco = 379 V et Vopt = 305 V. Il en est de même pour la
puissance qui est passée de P=250 Wc à 2500
Wc. Cependant, le courant de court-circuit et
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celui à puissance optimale n'ont pas changé
puisque nous n'avons pas affaire à une association de panneaux en
parallèle. Dans ce cas, seule la valeur de la tension du GPV est
multipliée par le nombre de panneaux en série.
Une fois le GPV conçu, nous sommes passés à
la simulation du GPV et du hacheur boost.
| 
