CONTRIBUTION TO THE DEVELOPMENT OF A ROBUST CHARGE CONTROLLER OF A STATIONARY BATTERY FOR PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS

Abstract

En raison de l’évolution exponentielle des besoins énergétiques mondiaux, les sources d’énergies renouvelables (notamment l’énergie solaire photovoltaïque) commencent à devenir de plus en plus un acteur incontournable pour répondre à ces besoins en énergie. Dans ce sens, la communauté scientifique de par le monde affiche un intérêt particulier pour le suivi de cette évolution en proposant un ensemble de mesures visant à améliorer l’efficacité de ces structures. Notre projet de thèse s’inscrit dans cette démarche et concerne essentiellement les systèmes photovoltaïques (PV) autonomes avec comme objectif, la gestion optimale de ces installations. Cet objectif est atteint de deux façons: la première concerne l'optimisation du fonctionnement du générateur photovoltaïque par le développement d’une stratégie de suivi du point maximale de puissance (MPPT : Maximum Power Point Tracker). Le deuxième point est consacré à la gestion optimale du système de stockage d'énergie (Batterie). Toutefois, pour atteindre ces objectifs, il est primordial de passer par une modélisation précise des phénomènes, fortement non linéaires, qui régissent le fonctionnement de ces applications. A partir de cela, nous avons proposé d’améliorer le model de la batterie CIEMAT en passant par l’identification des paramètres liés à son fonctionnement en utilisant deux algorithmes : Levenberg-Marquardt et l'algorithme Génétique. Les résultats obtenus de la comparaison avec des mesures réelles confortent l’efficacité des algorithmes proposés. De plus, une interface LABVIEW dédiée à la surveillance et au diagnostic des défauts de l’installation (en particulier la batterie) a été proposée. Une nouvelle stratégie de suivi du point maximale de puissance est aussi proposée. Celle-ci consiste en la modélisation de l'algorithme réalisé en logique floue en utilisant un modèle d'arbre de décisions M5P. Ce nouvel algorithme nécessite une charge de calcul insignifiante et corrobore parfaitement avec l’algorithme réalisé en logique floue. Au final, un régulateur de charge de la batterie est construit sur la base de l’estimation de l’état de charge (SOC : State Of Charge) de cette dernière.