Systèmes photovoltaïques - Cythelia

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Le couplage direct Charge adaptée bars requiert 20% de l’énergie qu’il emporte, et sachant que le rendement électrogène moyen d’une pile à combustible est de 50%, on aboutit à un rendement global de la chaîne de 3 % 13 . Le recours à une batterie dont les pertes n’excèdent pas 30% est donc préférable en l’état actuel des choses. Figure 30 : Puissance extraite d’un module photovoltaïque de 4 cellules chargé sur une cellule électrolytique en fonction de l’éclairement Pour un système avec moteur couplé à une charge mécanique le courant sera directement fonction du couple résistant la tension sera directement fonction de la vitesse de rotation du moteur Par conséquent, pour obtenir une bonne adaptation en couplage direct, trois conditions devront être satisfaites : un faible couple résistant au démarrage une augmentation de couple lente aux faibles vitesses une courbe C = f( ) la plus verticale possible dans la zone de fonctionnement 2.1.2 Les moteurs à courant continu Quatre types de moteurs à courant continu peuvent être envisagés : le moteur à excitation séparée, le moteur à aimant permanent, le moteur série, le moteur shunt et le moteur avec variateur électronique. Le moteur à excitation séparée ne présente pas d’intérêt pour le solaire, sachant qu’il n’est pas 13 A titre d’exercice, on calculera la puissance crête de modules PV nécessaires sous nos latitudes pour alimenter en une journée ensoleillée un véhicule électrique à pile à combustible fonctionnant avec un stockage hydrogène comprimé sous 400 bars qui parcourt 100 km. Polytech' Savoie 5eme année ©Alain Ricaud, Oct 2011 54/ 155
Le couplage direct Charge adaptée possible d’obtenir une bonne adaptation à tous les niveaux de flux solaire entre les modules utilisés pour l’excitation et l’inducteur. On démontre que le couplage direct ne se fait dans de bonnes conditions que pour deux types de moteurs à courant continu : le moteur à aimant permanent, et le moteur série. La valeur du courant est déterminée pour chaque valeur du couple résistant et la valeur de la tension pour chaque valeur de la vitesse. Il est donc possible de faire correspondre à chaque valeur de la vitesse de rotation N de l'ensemble moteur-charge, un couple de valeur (Im,Vm) qui caractérise cet ensemble indépendamment du type de générateur. Le point de fonctionnement sous un flux lumineux donné sera alors obtenu par l'intersection de la courbe I = g (V) de l'ensemble moteur-charge et de la courbe I = f (V) du générateur photovoltaïque. La courbe de fonctionnement d'un groupe de pompage à aimants permanents actionnant une pompe centrifuge est donnée Figure 31. Si le flux solaire varie, le point de fonctionnement se déplace le long de la courbe en T-U-V., qui suit assez bien le point de puissance maximale du champ de modules. Figure 31 : Fonctionnement en couplage direct d’un grouper autonome de pompage de l’eau d’une puissance de 900 W (moteur aimant permanent et pompe centrifuge) Au démarrage, on sait que les moteurs à courant continu alimentés par une source de tension (donc un courant théoriquement illimité) nécessitent que le courant soit limité par la présence d'un condensateur. Dans le cas du couplage direct, cette limitation est automatiquement réalisée car l'impédance du moteur étant très faible au démarrage, le générateur est utilisé dans la partie de la caractéristique où le courant est fixé par le flux lumineux. En effet, si le moteur ne tourne pas, il Polytech' Savoie 5eme année ©Alain Ricaud, Oct 2011 55/ 155
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