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Caractérisation et modélisation fine du fonctionnement électrique des panneaux photovoltaïques

T. Mrabti1, M. El Ouariachi1, B. Tidhaf2 et K. Kassmi1

1 Université Mohamed Premier, Faculté des Sciences, Laboratoire ‘LEPAS’, Oujda, Maroc 2 Université Mohamed Premier, Ecole Nationale des Sciences Appliquées, ENSA, Oujda, Maroc

Résumé

Dans ce papier, nous présentons les résultats de la caractérisation et la modélisation fine des caractéristiques électriques courant-tension et puissance-tension des panneaux photovoltaïques (PV). Nous analysons les paramètres électriques des cellules photovoltaïques et les grandeurs électriques optimales des panneaux (tension et puissance) en fonction des variations météorologiques (température, éclairement,..). Les résultats obtenus montrent que les paramètres de la diode des cellules photovoltaïques dépendent de l’éclairement : le courant de saturation augmente avec l’éclairement. Ceci induit une diminution de la tension optimale avec l’éclairement. Lorsque l’éclairement varie de 300 W/m2 à 900 W/m2, la tension optimale diminue de 10.2 %. Ces résultats sont confirmés par les mesures de la régulation manuelle du point de puissance maximale (PPM) durant une journée entière. En tenant compte de l’ensemble des résultats de modélisation, nous avons analysé le comportement électrique de l’association des panneaux en série et en parallèle, ainsi que le vieillissement d’un panneau photovoltaïque. Nous avons montré que la connexion des panneaux photovoltaïque en série (parallèle) améliore (dégrade) les performances optimales d’un panneau, et un panneau photovoltaïque subit un vieillissement de 4 à 5 W par année.

Abstract

In this paper we have presented the results of the characterization and the fine modelling of the electric characteristics current-voltage and power-voltage of the photovoltaic (PV) panels. We have analyzed the electric parameters of PV cells and the optimal electric quantities of PV panels (voltage and power) according to the meteorological variations (Temperature, solar irradiation,…). The obtained results show that the diode parameters of the PV cells depend on solar irradiation : the saturation current increases with solar irradiation. This induces a decrease of the optimal voltage with solar irradiation : when the solar irradiation varies from 300 W/m2 to 900 W / m2, the optimal voltage decreases about 10.2 %. These results are confirmed by the measures of the manual regulation of the maximal power point (MPP) during one day. By taking into account all the modelling results, we have analyzed the electric behavior of the panels association in parallels or in series, as well as the ageing of a PV panel. We have showed that the connection of the PV panels in series (parallels) improves (degrade) the optimal performances of the PV panel, and a PV panel undergoes an ageing from 4 to 5 W by year.

Mots clés

Cellules et panneaux photovoltaïques - Caractérisation électrique - Modélisation fine des caractéristiques électriques - Simulateur Pspice - Point de puissance maximale (PPM) - Vieillissement.

1200. Caractérisation et modélisation fine du fonctionnement électrique des panneaux photovoltaïques
Texte intégral

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