Régulateur MPPT à Goma
Présenté par Ingénieur LUC VURUKA KARAFULI (Président et Directeur Générale de UMEME SOLUTION SARL )
introduction
Toute installation solaire doit être munie d’un contrôleur et régulateur de charge pour assurer un bon chargement de la batterie,
En revanche, il ya différentes sortes de régulateurs dont :
- les régulateurs PWM qui sont les plus utilisées ici chez nous depuis notre découverte de l’énergie solaire
-les régulateurs MPPT auxquels nous allons nous intéresser aujourd’hui
Aperçu sur le régulateur MPPT
Son nom de MPPT vient de l’anglais MAXIMUM POWER POINT TRAKING qui veut dire en français RECHERCHE DU POINT MAXIMUM DE PUISSANCE, ce qui explique son fonctionnement lors de la charge des batteries dans un système solaire qui optimise en permanence les paramètres électriques de fonctionnement entre les 3 systèmes Suivants :
• Le système photovoltaïque (constitué d’un ou plusieurs panneaux solaires)
• Le dispositif batterie (composé d’une ou plusieurs batteries)
• Les applications utilisant l’énergie (moteur, pompe, éclairage, réfrigérateur, etc.)
Ces régulateurs peuvent aussi être appelés “Power Trackers”.
Optimisation
La majorite des panneaux solaires sont concus pour produire, en theorie, un courant ayant une
tension nominale de 12 Volts. En realite la plupart de ces panneaux peuvent produire un courant
dont la tension varie entre 16 Volts et 36 Volts.
Le probleme reside dans le fait qu’une batterie fonctionne generalement avec une tension nominale
de 12 Volts. Plus precisement entre 10,5 Volts et 12,7 Volts en fonction de son etat de charge. Une
batterie, lorsqu’elle est en charge, a besoin de 13,2 Volts a 14,2 Volts pour pouvoir se recharger
completement.
Ces valeurs sont sensiblement differentes des valeurs nominales produites par la plupart des
panneaux solaires photovoltaiques.
Cas pratique : considerons un panneau qui produit 120 Watts sous une intensite 7,1 Amperes et une
tension de 16,9 Volts.
La puissance delivree sera P = U.I = 7,1 x 16,9 = 120 Watts
Or, la batterie se charge sous une tension de 12 Volts et absorbe une puissance P = 7,1 x 12 = 85
Watts… et non 120 Watts.
Les 35 Watts manquants ne sont pas partis dans la nature. Ils n’ont tout simplement pas ete produits
par le panneau. En effet, le panneau et la batterie ne se sont pas cales de façon intelligente de
maniere a fonctionner correctement ensemble (configuration optimale).
Fonctionnement d'un régulateur MPPT
Imaginons que le niveau de charge d'une batterie soit d'environ 11,5 Volts. Le regulateur MPPT
recoit un courant de 7,1 Amperes sous une tension de 16,9 Volts. Il convertit ces 7,1 Amperes sous
16,9 Volts en 9,6 Amperes sous 12,5 Volts avant de les fournir au dispositif batterie.
Panneau PV : P = 7,1 x 16,9 = 119,99 Watts (soit 120 Watts)
Batterie : P = 9,6 x 12,5 = 120,00 Watts (sortie regulateur)
Idealement, pour disposer d’un rendement de 100% lors de la conversion, il faudrait avoir 10
Amperes sous une tension de 11,5 Volts. Mais il faut alimenter le dispositif batterie avec une tension
superieure pour forcer la charge dans le dispositif batterie. C’est pour cela que le regulateur MPPT
utilise une tension 12,5 Volts et non de 11,5 Volts.
5 Perturbation et Observation
7-mppt.odt 4
Classe de terminale SI
Un regulateur MPPT recherche le point de puissance maximum, dont la valeur differe de la valeur
STC (Standard Test Conditions) dans presque toutes les situations.
Le systeme de recherche du point de puissance maximum est un convertisseur DC vers DC c'est-adire
un appareil qui convertit le courant continu en courant continu. Cet appareil prend le courant
continu dans les panneaux solaires, le transforme en courant alternatif haute frequence, et le
convertit a nouveau en un courant continu dont la tension et l’intensite sont parfaitement adaptees
au dispositif batterie.
Le regulateur MPPT fonctionne avec des frequences audio tres elevees, generalement situees dans
la plage des 20-80 kHz. L’avantage des circuits hautes frequences est qu’ils peuvent etre concus
avec des transformateurs tres efficaces de petite taille.
Les systemes de recherche du point de puissance (et tous les convertisseurs DC vers DC)
fonctionnent sur le meme principe : ils prennent le courant continu, le convertissent en courant
alternatif (via un transformateur de type toroidal) et le convertissent a nouveau en courant continu a
la sortie du regulateur.
7-mppt.odt 5
Classe de terminale SI
Ce processus est entierement electronique dans la plupart des convertisseurs DC/DC classiques. Ces
systemes ne necessitent pas vraiment d’ ≪ intelligence ≫ a l’exception de la phase de conversion lors
de la regulation de sortie.
Les regulateurs de charge MPPT des panneaux solaires necessitent, quant a eux, beaucoup plus d’
≪ intelligence ≫ etant donne les variations intempestives de :
• l’intensite du rayonnement solaire,
• la temperature exterieure
• la tension (voltage) du dispositif batterie.
La plupart des nouveaux modeles de regulateurs MPPT disponibles sont pilotes et controles par un
microprocesseur. Ces nouveaux regulateurs savent quand et comment ajuster le signal electrique en
sortie (envoye a la batterie). Ils sont capables d’interrompre l’alimentation pendant quelques
microsecondes afin d’analyser le dispositif d’alimentation (panneaux solaires) et le dispositif
batterie afin de realiser les ajustements necessaires (optimisation et reglage des parametres de
conversion du courant).
Bref sur le MPPT
Le régulateur MPPT est un régulateur qui se différencie des autres par sa capacité intelligente de charger en permanence même dans un climat de faible ensoleillement qui est notre cas ici à Goma.
Pour palier le problème de l’affaiblissement des batteries âpres environs 6 mois de votre achat, qui est dû au mauvais chargement lorsque le panneau solaire donne un faible courant.
On est sans ignorer que le panneau solaire produit un faible courant au faible ensoleillement et un courant élevé au fort ensoleillement
Avantages
Optimisation
Fonctionnement en mode SDD
Capable de charger avec tous les panneaux
Protection des panneaux
Prix des MPPT à Goma
20A= 75$
40A=200 à 250$
50A= 300 à 450$
Ces prix sont de l’entreprise umeme solution et non des autres vendeurs de Goma
Présenté par Ingénieur LUC VURUKA KARAFULI (Président et Directeur Générale de UMEME SOLUTION SARL )
introduction
Toute installation solaire doit être munie d’un contrôleur et régulateur de charge pour assurer un bon chargement de la batterie,
En revanche, il ya différentes sortes de régulateurs dont :
- les régulateurs PWM qui sont les plus utilisées ici chez nous depuis notre découverte de l’énergie solaire
-les régulateurs MPPT auxquels nous allons nous intéresser aujourd’hui
Aperçu sur le régulateur MPPT
Son nom de MPPT vient de l’anglais MAXIMUM POWER POINT TRAKING qui veut dire en français RECHERCHE DU POINT MAXIMUM DE PUISSANCE, ce qui explique son fonctionnement lors de la charge des batteries dans un système solaire qui optimise en permanence les paramètres électriques de fonctionnement entre les 3 systèmes Suivants :
• Le système photovoltaïque (constitué d’un ou plusieurs panneaux solaires)
• Le dispositif batterie (composé d’une ou plusieurs batteries)
• Les applications utilisant l’énergie (moteur, pompe, éclairage, réfrigérateur, etc.)
Ces régulateurs peuvent aussi être appelés “Power Trackers”.
Optimisation
La majorite des panneaux solaires sont concus pour produire, en theorie, un courant ayant une
tension nominale de 12 Volts. En realite la plupart de ces panneaux peuvent produire un courant
dont la tension varie entre 16 Volts et 36 Volts.
Le probleme reside dans le fait qu’une batterie fonctionne generalement avec une tension nominale
de 12 Volts. Plus precisement entre 10,5 Volts et 12,7 Volts en fonction de son etat de charge. Une
batterie, lorsqu’elle est en charge, a besoin de 13,2 Volts a 14,2 Volts pour pouvoir se recharger
completement.
Ces valeurs sont sensiblement differentes des valeurs nominales produites par la plupart des
panneaux solaires photovoltaiques.
Cas pratique : considerons un panneau qui produit 120 Watts sous une intensite 7,1 Amperes et une
tension de 16,9 Volts.
La puissance delivree sera P = U.I = 7,1 x 16,9 = 120 Watts
Or, la batterie se charge sous une tension de 12 Volts et absorbe une puissance P = 7,1 x 12 = 85
Watts… et non 120 Watts.
Les 35 Watts manquants ne sont pas partis dans la nature. Ils n’ont tout simplement pas ete produits
par le panneau. En effet, le panneau et la batterie ne se sont pas cales de façon intelligente de
maniere a fonctionner correctement ensemble (configuration optimale).
Fonctionnement d'un régulateur MPPT
Imaginons que le niveau de charge d'une batterie soit d'environ 11,5 Volts. Le regulateur MPPT
recoit un courant de 7,1 Amperes sous une tension de 16,9 Volts. Il convertit ces 7,1 Amperes sous
16,9 Volts en 9,6 Amperes sous 12,5 Volts avant de les fournir au dispositif batterie.
Panneau PV : P = 7,1 x 16,9 = 119,99 Watts (soit 120 Watts)
Batterie : P = 9,6 x 12,5 = 120,00 Watts (sortie regulateur)
Idealement, pour disposer d’un rendement de 100% lors de la conversion, il faudrait avoir 10
Amperes sous une tension de 11,5 Volts. Mais il faut alimenter le dispositif batterie avec une tension
superieure pour forcer la charge dans le dispositif batterie. C’est pour cela que le regulateur MPPT
utilise une tension 12,5 Volts et non de 11,5 Volts.
5 Perturbation et Observation
7-mppt.odt 4
Classe de terminale SI
Un regulateur MPPT recherche le point de puissance maximum, dont la valeur differe de la valeur
STC (Standard Test Conditions) dans presque toutes les situations.
Le systeme de recherche du point de puissance maximum est un convertisseur DC vers DC c'est-adire
un appareil qui convertit le courant continu en courant continu. Cet appareil prend le courant
continu dans les panneaux solaires, le transforme en courant alternatif haute frequence, et le
convertit a nouveau en un courant continu dont la tension et l’intensite sont parfaitement adaptees
au dispositif batterie.
Le regulateur MPPT fonctionne avec des frequences audio tres elevees, generalement situees dans
la plage des 20-80 kHz. L’avantage des circuits hautes frequences est qu’ils peuvent etre concus
avec des transformateurs tres efficaces de petite taille.
Les systemes de recherche du point de puissance (et tous les convertisseurs DC vers DC)
fonctionnent sur le meme principe : ils prennent le courant continu, le convertissent en courant
alternatif (via un transformateur de type toroidal) et le convertissent a nouveau en courant continu a
la sortie du regulateur.
7-mppt.odt 5
Classe de terminale SI
Ce processus est entierement electronique dans la plupart des convertisseurs DC/DC classiques. Ces
systemes ne necessitent pas vraiment d’ ≪ intelligence ≫ a l’exception de la phase de conversion lors
de la regulation de sortie.
Les regulateurs de charge MPPT des panneaux solaires necessitent, quant a eux, beaucoup plus d’
≪ intelligence ≫ etant donne les variations intempestives de :
• l’intensite du rayonnement solaire,
• la temperature exterieure
• la tension (voltage) du dispositif batterie.
La plupart des nouveaux modeles de regulateurs MPPT disponibles sont pilotes et controles par un
microprocesseur. Ces nouveaux regulateurs savent quand et comment ajuster le signal electrique en
sortie (envoye a la batterie). Ils sont capables d’interrompre l’alimentation pendant quelques
microsecondes afin d’analyser le dispositif d’alimentation (panneaux solaires) et le dispositif
batterie afin de realiser les ajustements necessaires (optimisation et reglage des parametres de
conversion du courant).
Bref sur le MPPT
Le régulateur MPPT est un régulateur qui se différencie des autres par sa capacité intelligente de charger en permanence même dans un climat de faible ensoleillement qui est notre cas ici à Goma.
Pour palier le problème de l’affaiblissement des batteries âpres environs 6 mois de votre achat, qui est dû au mauvais chargement lorsque le panneau solaire donne un faible courant.
On est sans ignorer que le panneau solaire produit un faible courant au faible ensoleillement et un courant élevé au fort ensoleillement
Avantages
Optimisation
Fonctionnement en mode SDD
Capable de charger avec tous les panneaux
Protection des panneaux
Prix des MPPT à Goma
20A= 75$
40A=200 à 250$
50A= 300 à 450$
Ces prix sont de l’entreprise umeme solution et non des autres vendeurs de Goma
