Contribution à l’Amélioration de la commande d’un système de pompage photovoltaïque

Abstract

Cette thèse s’inscrit dans les travaux de recherche menés sur l’exploitation de l’énergie solaire photovoltaïque. L’utilisation de cette énergie connaît une croissance significative dans le monde, devant la demande croissante d’énergie électrique, essentiellement pour les besoins des régions éloignées et isolées. Les systèmes photovoltaïques hors réseau, en particulier les systèmes de pompage d’eau, commencent à trouver de grandes applications. L’utilisation du photovoltaïque comme source d’énergie pour le pompage d’eau est considérée comme l’un des domaines les plus prometteurs d’application de l’énergie photovoltaïque. Les systèmes de pompage photovoltaïque se présentent fondamentalement de deux façons selon qu’ils fonctionnent avec ou sans un banc de batteries. L’étude présentée dans cette thèse se focalise sur l’optimisation de l’exploitation de l’énergie photovoltaïque dans un système de pompage sans utilisation des batteries. Dans ce contexte, de nombreux chercheurs se sont attachés à inventer des algorithmes permettant de récupérer le maximum d’énergie photovoltaïque c’est le principe nommé maximum power point tracker (MPPT) qui est l’objet principal de notre sujet. En premier lieu, diffèrent stratégies de commande MPPT basées sur la logique floue et la commande prédictive pour un système photovoltaïque hors réseau avec une charge résistive, ont été développées, simulées et validées sur un banc d’essai expérimentale fondé sur un émulateur photovoltaïque dont le but d’optimiser les performances de l’algorithme perturbation et observation (P&O) dans le cas de changement brusque d’irradiation. Par la suite, un schéma de commande pour un système de pompage photovoltaïque basé sur un moteur triphasé à induction est développé afin de maximiser l’énergie délivrée par le panneau photovoltaïque, de protéger le moteur durant les chutes soudaines de la charge, de régler la tension du bus continue et de minimiser les pertes de la conversion électromécaniques dans la chaine de conversion. Le schéma de commande développé est aussi basé sur la logique floue et la commande prédictive. De plus, ce schéma de commande est simulé et implémenté en temps-réel sur un banc hardware in the loop. La simulation de ces travaux a été mise en œuvre à l’aide du logiciel MATLAB/Simulink® et l’implantation en temps réel a été validée sous la plateforme dSPACE DS 1104.