Modlisation lectrique de la cellule photovoltaque :

Modlisation lectrique de la cellule photovoltaque:

Lanalogie entre le fonctionnement de la cellule photovoltaique sous clairement et celui dun gnerateur de courant, produisant un courant Iph auquel se soustrait le courant de la diode en polarisation directe, nest quune representation simplifie du fonctionnement rel de la cellule.

Pour tenir compte des diffrentes limitations de la cellule photovoltaique, on introduit le modle deux diodes reprsent sur la figure suivante:

Modle dune cellule PV lmentaire sans clairement:En absence de toute clairement, la cellule lmentaire peut tre reprsente par le suivant:

Sous clairement on rajoute au schma de la cellule non claire le courant de court-circuit(Icc) d lclairement.En ignorant Rs et Rsh on peut crire:

Et la puissance fournie la sortie du gnrateur est P=V.I

Pc: puissance dclairement

a, b:Cstes qui dpendent des caractristiques de la jonction et de la temprature.

On peut dfinir aussi le courant dans la jonction PN sous obscurit comme suit:

Avec q: charge lementarire=1.6 .10-19C.

V: tension aux bornes de la jonction.

K: Cste de Boltzman=1.38 .10-23J.K-1.

T: temprature (K).

IS: courant de saturation inverse d la jonction PN.

n: Coefficient didalit de la jonction.

Et donc le courant dlivr sur une charge par une cellule photovoltaque claire scrit:

fig1: modle en block de simulink dune cellule photovoltaque.

Variation du courant delivr par une cellule en fonction de la tension

fig: Puissance lectrique fournie par une cellule photovoltaqueModle et implantation sur MATLAB du panneau solaire PV clair.Une cellule photovoltaque produit gnralement une puissance infrieure 1 Watts sous une tension de lordre de 0.6 volts. Une association srie et parallle de plusieurs cellules identiques constitue un panneau photovoltaque.

Lassociation srie de plusieurs cellules permet daugmenter la tension dutilisation, elle passe de 0.6 volts environ quelles que dizaines de volts selon le nombre de cellules associes en sries. Par contre, lassociation parallle de plusieurs cellules permet daugmenter le courant et par consquent la puissance lectrique.

Dans le cas dun panneau form par lassociation de X cellules en srie et Y cellules en parallle, la tension (Vp), le courant (Ip) et la puissance (Pp) du gnrateur PV ainsi form peuvent scrire en fonction des caractristiques dune cellule lmentaire (V, I, P):

Vp = X . V

Ip = Y . I

Pp = (X . Y) . P

Nous avons implant le modle du panneau photovoltaque dans lenvironnement MATLAB (X=23, Y=10), ensuite simul la temprature ambiante les caractristiques lectriques courant-tension et puissance-tension pour plusieurs puissances de lclairement. Les rsultats obtenus montrent que :

Le courant ICC augmente avec la puissance de lclairement. Par contre, la tension du circuit ouvert (VCO) diminution avec cette puissance.

La puissance lectrique et en particulier la puissance maximale augmentent dune manire remarquable avec la puissance de lclairement.

:fig1: modle en block de simulink dun panneau solaire.

Variation du courant dlivr par un panneau solaire en fonction de la tension

Iph

D1

D2

ID2

ID1

Rp

Rs

I

Iph:correspond au courant photognr.

Rs:due au rsistivits des contacts entre les diffrents rgions constituves de la cellule.

Rp:rsistance parallle ou rsistance du court-circuit.

Modlisation lectrique dune cellule photovoltaque

D

Rsh

R

V

UT:tension thermodynamique(UT=25mv 25)

IS:courant de saturation qui dpend de la temprature et des caractristiques de la jonction PN.

On ignore les rsistances Rsh et Rs.

D

Rsh

R

V

Icc

I

I

+

-

Vcp

Vcn

V

I(A)=f(V)

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