onduleur photovoltaïque fonctionnement?

[AntoineD]

Bonjour à tous ,

Je suis entrain d'étudier une petite production photovoltaïque. Celle-ci est donc composée de panneaux liés a un onduleur vers un petit réseau. (puissance faible 200/300w).
Dans ce convertisseur, on retrouve un boost (qui va faire du MPPT) puis un convertisseur DC-AC qui va sortir une tension alternative 220V. Ce que je ne comprend pas c'est :
- Qu'est ce qui va stabiliser la tension de sortie du DC-AC à 220V alors que le boost va faire varier la tension à l'entrée de celui-ci? De quoi est composé cette partie du convertisseur DC-AC?

En espérant que l'on puisse m'aider !

Je vous remercie d'avance!

Antoine

 

[Fred69]

on retrouve un boost (qui va faire du MPPT)

Génial ...

 

[serge 91]

- Qu'est ce qui va stabiliser la tension de sortie du DC-AC à 220V alors que le boost va faire varier la tension à l'entrée de celui-ci? De quoi est composé cette partie du convertisseur DC-AC?

C'est une bonne question !
La réponse servirait à quoi ?

 

[gaston83]

Qu'est ce qui va stabiliser la tension de sortie du DC-AC à 220V

C'est le réseau... qui va obligé l'onduleur de rentrer en phase et ensuite il réinjecte mais comme la ligne du réseau à une résistance pratiquement nulle, le tension de sortie de l'onduleur sera toujours du 240 Volts mais c'est l'intensité qui va fluctuer. Donc P dans ce cas là sera toujours dépendant de I.

 

[osiver]

Oui. Premièrement onduleur va se synchroniser en phase avec le secteur. Ensuite, il va pousser l'énergie dans le réseau en "essayant" de monter la tension. En fait il monte un tout petit peu la tension au bout de son fil et du coup l'intensité injectée est égale à (tension onduleur - tension secteur)/résistance de ligne. Cette dernière est considérée entre l'onduleur et le point de raccordement au réseau.
En toute rigueur on pourrait dire que l'onduleur augmente la tension de tout le réseau européen mais c'est tellement peu que c'est négligeable.

De quoi est composé cette partie du convertisseur DC-AC?

C'est un hacheur du même style que ceux qu'on retrouve dans les variateurs de fréquence.
La structure d'un variateur c'est :
redressement du secteur -> Bus DC (condensateur) -> hacheur -> moteur
Pour un onduleur solaire pour injection réseau :
panneaux (-> boost si besoin) -> Bus DC -> hacheur -> réseau

Il existe des onduleurs sans injection réseau, dans ce cas la fréquence et la phase sont définies en interne, la tension est stabilisée par l'onduleur dans la mesure de ses possibilités comme un groupe électrogène.

 

[AntoineD]

Mais donc concrètement, cela se fait automatiquement ou c est la régulation de l onduleur (per ex: modification du séquence d ouverture des tyristor) qui permet a cette tension de s ajuster a celle du réseau?

le but est de modéliser le système dans un logiciel de simulation (Typhoon HIL)

 

[Francis.]

Un onduleur qui part d'une basse tension continue a deux étages:
Un étage qui convertit le continu en basse tension en continu à 400V environ. C'est celui-ci qui s'adapte à la tension d'entrée.
Un étage qui convertit le 400V continu en 230V alternatif. C'est cet étage qui se synchronise sur le secteur si il est construit pour ça.

 

[gustavox]

Intéressant tout ça !

Moi j'allais juste supposer que il y a deux convertisseurs boost ou autre technologie un pour le tracking mppt et un autre pour la stabilisation du bus DC

Ça m'intéresse sur mes pannaux 40V j'ai parallélisé deux buck pour sortir 20A (2*10A) en 12V poualimentet /un chargeur de batterie solaire qui ne prenait que du 12 et charger une batterie en 12 je pense que je pourrai contrôler le premier Buck en mppt dans la limite de ses possibilités et le deuxieme en regulation a 12 V ...

 

[osiver]

Le convertisseur boost et le tracking MPP sont deux choses complètement différentes.
Le tracker MPP va tirer autant de courant que nécessaire mais pas plus pour maintenir les panneaux dans leur zone de puissance maximale afin d'extraire le plus possible d'énergie. Le booster va, lui, élever la tension du bus DC si nécessaire (suivant les onduleurs le booster peut être automatiquement arrêté si la tension d'entrée est suffisante afin d’économiser les pertes de conversion).
C'est parfois nécessaire car pour générer du 240V avec le hacheur, il faut au moins disposer sur le bus DC de 340V. C'est la même raison qui fait
que les variateurs ne peuvent sauf exception pas produire de 3 x 400V à partir du monophasé 230V.
Or, lorsqu'il fait chaud, que les panneaux chauffent la tension baisse et suivant leur disposition en chaîne, la tension peut devenir trop basse, d'où le booster. Pour de petites installations la tension est toujours trop basse donc on booste systématiquement.

 

[AntoineD]

En tout cas, merci à tous pour votre aide.

Je comprends ce que vous voulez dire mais nous somme d'accord que le MPPT agit comme un booster? non?

par exemple si je suis vos explications:

notre PV est soumis à une irradiation solaire, le MPPT va faire varier la tension aux bornes du panneaux et à sa sortie (ex: entre 30 et 50V). il y aurait un autre boost qui augmenterait et stabiliserait cette tension à +/- 350VDC et enfin un onduleur qui convertirait 350VDC en 230VAC?

Mais dans ce cas la, le 2eme booster ne risque pas de surélever la tension dans toute la partie gauche du circuit? Car dans ce que j'ai vu, un booster aussi influencer la tension en entrée?

 

[gustavox]

Très intéressant ...

En effet un Buck par exemple multiplie l'impédance de la source par un facteur. Style lambda ( rapport cyclique notealpha bobibob lxsouvent en français ) ou un sur lambda ....

Il faut croire que la caractéristique du PV est telle qu'autour du point de fonctionnement optimal (le coude ou l'intensité commence a décroître trope si on augmente latension du système ) la tension de sortie va pas trop varier ... Car on ne cherche pas dans un mppt a la fixer mais a fixer une impédance vue par le PV telle qu'a chaque instant on se rapproche du coude ... Idéalement en toutes saisons il faudrait un Buck boost, en été un Buck et un boost en hiver si quelqu'un retrouve la littérature...

Jusqu'ici ça va mais en fait on a derrière ça en effet un autre convertisseur dont très probablement l'impédance d'entree va être liée a la demande de courant et c'est ici que je bloque ...

 

[gustavox]

Rassurée vous il y a pléthore de thèses dur le sujet, récentes


Google

Buck converter photovoltaïc

Hehe

 

[osiver]

OK, je pense que vous parlez des micro-onduleurs (un ou deux panneaux, basse tension DC), par opposition aux onduleurs de chaînes (une ou plusieurs chaînes de panneaux connectés en série, haute tension DC).

Mais dans ce cas la, le 2eme booster ne risque pas de surélever la tension dans toute la partie gauche du circuit?

Ça dépend de la topologie du booster, certains avec self série reproduisent la tension de sortie vers l'entrée et vice-versa, ceux avec self parallèle et commutateur série, non.

Mais il faudrait préciser le cadre de vos questions car, de toute façon, ces questions sont du ressort du concepteur de l'onduleur. Vous voulez en fabriquer un ?

 

[AntoineD]

oui oui je parle bien de micro-onduleurs .

Le but final est de créer le modèle d'un micro-réseau (off-grid : pv, batterie et charges) dans un logiciel de simulation (Typhoon HIL). Au début je me basais sur les micro-onduleurs SMA sunny boy mais je trouve trop peu d'informations concrètes sur leur fonctionnement. J'essaye donc seulement de réaliser un modèle fonctionnel peu importe la technologie. Mais j'ai beaucoup de mal à trouver ces informations d'où ma question sur le fonctionnement précis d'un onduleur photovoltaïque.

 

[osiver]

Le but final est de créer le modèle d'un micro-réseau (off-grid : pv, batterie et charges)

Dans ce cas, il faut considérer deux parties presque indépendantes :
Panneau(x) + chargeur de batterie avec MPPT, d'une part, onduleur off-grid d'autre part.
Les deux (chargeur, onduleur) peuvent être intégrés ou non dans un même appareil comme les sunny island SMA.

 

[AntoineD]

Oui je sais que c'est ce qui est le plus facile a faire mais je suis un exemple. Et dans mon cas la batterie et les PVs ont chacun leur onduleur.

 

[AntoineD]

Est-ce que quel connait (ou sait où je peux trouver ) la structure interne du convertisseur DC/DC qui fait
- du MPPT
- et qui agit aussi comme convertisseur survolteur?

je n'arrive pas a trouver cette structure ni la logique de fonctionnement ?

 

[Francis.]

Il y a un circuit primaire avec un découpeur. Un transfo en ferrite avec un enroulement qui a peu de spires et un fil de gros diamètre et un ou des transistors MOSFET. Au secondaire les enroulements sont beaucoup plus fins mais avec beaucoup de spires, puis un redresseur et des condensateurs. Un circuit placé dans le secondaire envoie une info au primaire pour envoyer plus ou moins de jus en fonction de la tension du secondaire. La transmission de l'info se fait souvent par un photocoupleur afin d'isoler électriquement le primaire du secondaire. Mais pas forcément car, si c'est nécessaire dans une alimentation pour PC ou autre, ça ne l'est pas dans ce cas.