Rapport de stage

Totoafo

Description

Master, Supérieur, Master

• mémoire - matière potentielle : stockage de données de l' onduleur en fonctionnement au fil des années
• mémoire - matière potentielle : stockage
• rapport de stage - matière potentielle : onduleurs pour systèmes photovoltaïques

1 Rapport de stage Onduleurs pour systèmes photovoltaïques autonomes et couplés au réseau de distribution Ralf BETTENHAUSEN Responsable de stage Master 1 Physique et Ingénierie Pr. J.D. LAN-SUN-LUK Spécialité Conversion des énergies Tuteur : Mr P. JEANTY

• description de l'installation photovoltaïque de la faculté des sciences-le2p ………………14
• le2p
• description de l'installation photovoltaïque de la faculté de sciences
• onduleurs
• systèmes photovoltaïques
• système photovoltaïque
• onduleur
• tension
• tensions
• réseaux
• réseau

Sujets

• Stockage
• Tenesol
• Université de La Réunion
• Réseau
• Tension

Informations

• Publié par: mocap
• Nombre de lectures: 290
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

Rapport de stage




Onduleurs pour systèmes photovoltaïques autonomes
et couplés au réseau de distribution





Ralf BETTENHAUSEN Responsable de stage
Master 1 Physique et Ingénierie Pr. J.D. LAN-SUN-LUK
Spécialité Conversion des énergies Tuteur : Mr P. JEANTY

1






















2

Table des matières
Remerciements ……………………………………………………………………………………. 5
Introduction ……………………………………………………………………………………… 6
1 Généralités et principe de fonctionnement d’un onduleur : …………………………………….7
1.1 Qu’est-ce qu’un onduleur? ……………………………………………………………… 7
1.2 Caractéristiques propres d’un onduleur pour systèmes photovoltaïque .………………. 7
1.3 Principe de fonctionnement d’un onduleur .……………………………………. 7
1.4 Méthode de recherche du point de puissance maximale MPPT………………………… 8
1.5 Principaux types d’onduleurs …………………………………………………………. 8
1.6 Le rôle du condensateur d’entrée ……………………………. 9
1.7 Caractéristiques améliorées .….…………………………………...…….. 9

2 Etude d’un système photovoltaïque couplé au réseau : ………………………………………..10

2.1 Les différents composants du système : ………………………………………………….10
2.1.1 Les modules photovoltaïques ………….………………………..10
2.1.2 L’onduleur réseau …………………………………………………...10
2.1.2.1 Caractéristiques…………………………………………………………….10
2.1.2.2 Différents types d’onduleurs réseau ……………10
2.1.3 Technologie des onduleurs ...……………………………………………………11
2.1.4 Autres composants…………………………….11

3 Etude d’un système hybride autonome avec stockage par batteries :…………………………11

3.1 Les composants du système autonome : ………………………………………………….11
3.1.1 Les panneaux photovoltaïques ………………………………………….11
3.1.2 L’onduleur mixte DC/DC et DC/AC…………………………11
3.1.2.1 Utilisations …………………………………………………………………11
3.1.2.2 Technologie des onduleurs autonomes ………………….12
3.1.2.3 Critères de choix …………………………………………………..12
3.1.2.4 Techniques de génération du signal sinusoïdal avec différents onduleurs ...12
3.1.3 Le stockage de l’énergie par batteries ………………………………………….13
3.1.3.1 Caractéristiques des batteries solaires ….…………………….13

4 Description de l’installation photovoltaïque de la faculté des sciences-LE2P ………………14

4.1 Descriptions techniques des panneaux photovoltaïques …………………………………14
4.2 Présentation de 2 modèles d’onduleur : ………………………………
4.2.1 L’onduleur de type injection pure : le modèle Gridfit 2200 …………….14
4.2.1.1 Description du Gridfit 2200………………….……………………………..14
4.2.1.2 Conception technique ……………....14
4.2.2 L’onduleur de type mixte injection/stockage: le modèle Sun Profi 3000 ……..15
4.2.2.1 Description de l’appareil ………………………………………………...15
4.2.2.2 Mode de fonctionnement ……………..15
3

4.2.2.3 Schéma d’un système PV avec le Sun Profi ………………………………16
4.2.2.4 a de principe du Sun Profi 3000 ………………….16
4.3 Le parc de batteries PowerSafe …………………...…………………………………….16

5 Acquisition de données issus de l’onduleur via un PC …………….…...………………….…17

5.1 Echange de données et communication ………………………………………………….17
5.2 Présentation du logiciel Gridsoft de l’onduleur Gridfit ……………………….17
5.3 Données brutes au format texte ……………………………………………………..……19
6 Traitement des données ………………………………………………………………………..19
6.1 Données redimensionnées avec un tableur ………………………………………………19
6.2 Programmation et simulation sous Scilab ….……………………………..19
6.3 Exploitation des résultats ……………….………………………………………………..19

Conclusion ……………………………………………………………………………………………22
Annexes ………………………………………………………………………………………………23
Annexe 1 : Caractéristiques techniques du Gridfit 2200 ………………………………………..23
Annexe 2 : Caractéristiques techniques du Sun Profi 3000 …………………………………….24
Annexe 3 : Caractéristiques techniques de la batterie PowerSafe …………………………….25
Annexe 4 : Exemple de fichier brut issu de l’onduleur ………………………………………..26
Annexe 5 : Exemple de fichier redimensionné avec un tableur …………………………………27
Annexe 6 : Programme développé sous Scilab ………………………………………………….28
Bibliographie ………………………………………………………………………………………...29
Lexique ………………………………………………………………………………………..30








4

Remerciements

Je tiens, en premier lieu à remercier Monsieur Pascal Jeanty, ingénieur chercheur au Laboratoire
d’Energétique, d’Electronique et de Procédés (LE2P) de l’Université de la Réunion, qui a effectué
mon suivi au quotidien. Merci à lui pour sa disponibilité et son professionnalisme.
Je tiens également à remercier mon responsable de stage, Pr. Jean Daniel LAN SUN LUK, enseignant
chercheur au LE2P, dont les conseils et les précisions ont été d’un très grand secours.
Merci à l’entreprise Tenesol dont l’envoi de leur ingénieur a permis de résoudre de nombreux
problèmes et défis techniques.













5


Introduction
Le marché des systèmes photovoltaïques connaît depuis cette dernière décennie une croissance très
élevée, de l’ordre de 30 à 40 % par an, cette croissance a atteint 62% en 2007 [1] par rapport à 2006.
Les installations photovoltaïques ont produit dans le monde en 2007 une puissance estimée à 2826
MW [1] et cela ne représente que 0,2% de la production mondiale d’électricité [2].Cette croissance
exceptionnelle, surtout pour les systèmes raccordés au réseau de distribution de l’électricité, est due à
de nombreuses innovations technologiques, à la baisse des coûts des modules photovoltaïques, à un
tarif de rachat du kWh photovoltaïque à un prix très attractif dans certains pays attachés à la
production d’électricité d’origine renouvelable et à la réduction des émissions des gaz à effet de serre.
Au niveau national, dans le cadre du « Grenelle de l’environnement », l’objectif de la France est de
produire 20% d’électricité d’origine renouvelable, notamment d’origine photovoltaïque d’ici 2020.Au
niveau local, les installations raccordées au réseau ont produit 3 MWc en 2007. La Réunion
ambitionne, dans le cadre du PRERURE [3], de produire 100 MW d’électricité d’origine
photovoltaïque d’ici 2025.
D’importants efforts de recherche et développement sont menés dans le domaine de l’électronique de
puissance pour contribuer à la maturité technologique des systèmes photovoltaïques. On distingue les
systèmes raccordés au réseau de distribution d’électricité (EDF en France) et les systèmes hybrides
autonomes avec stockage.
Le raccordement au réseau de distribution de systèmes photovoltaïques nécessite un dispositif
électronique appelé « onduleur » qui permet de transformer le courant continu produit par les
panneaux en courant alternatif avec les caractéristiques du réseau en tension, courant, fréquence et
impédance, courant qui sera ensuite injectable dans le réseau et exploitable par les appareils
domestiques. On parle ici d’onduleur DC/AC. Il existe également des onduleurs qui sont à la fois de
type AC/DC et DC/DC pour les systèmes hybrides autonomes avec stockage.
Les performances techniques et la fiabilité de ces onduleurs ne cessent d’augmenter. Généralement, les
constructeurs avancent des rendements supérieurs à 95% et une garantie de l’ordre de 5 ans. Ces
paramètres sont importants car ils influent grandement sur la production électrique annuelle et donc
sur la rentabilité d’un système photovoltaïque.
L’objectif principal de ce rapport est d’étudier le comportement des onduleurs pour systèmes
photovoltaïques, onduleur de type DC/AC et DC/DC.
Ce rapport se divise en 5 parties