REGULATEUR DE CHARGE SOLAIRE

1. I 1/R Ruban de LED Mcc ou batterie U REGULATEUR DE CHARGE SOLAIRE Régulateur : exemple régulateur de tension, de vitesse…régulateur PID, TOR ? Pourquoi un régulateur dans la chaîne ? Pt de fct possible (1 charge à la fois) Il suffit d’y mettre le nombre de panneaux solaires convenables np *Icc E ns *U0

2. POURQUOI UN REGULATEUR ? Le générateur est une source de courant continu…non stationnaire car dépend de facteurs d’influences non négligeable : le point de fonctionnement varie !! La nuit et par faible éclairement, il ne fournit aucune puissance. Il ne peut également fournir, dans les meilleurs conditions, toute la puissance électrique voulue à moins de disposer de suffisamment de panneaux PV c’est à dire de surface. Le panneau solaire n’est pas connecté aux charges…il a pour fonction principale de recharger la batterie : plus qu’un point de fonctionnement, il faut alors rechercher un fort courant de charge. La batterie est indispensable…mais présente des conditions de fonctionnement qui impose une régulation. Le régulateur de charge est un « système automatique » dont la fonction principale est d’assurer le contrôle de l’état de charge de la batterie : pas de surcharge ni décharge trop profonde.

3. LES FONCTIONS ET BRANCHEMENT DU REGULATEUR CHARGES DC SOURCE PV Ipv Idc REGULATEUR (DE CHARGE SOLAIRE) Udc Upv Ub Ib TRACER Udc(Idc) Optimisation de la puissance fournie par le générateur PV Sortie 12 V régulée Assurer le contrôle de l’état de la batterie OBSERVER LES COURANTS – TENSIONS

4. LES FONCTIONS DU REGULATEUR USAGES DC GENE PV Idc Ipv REGULATEUR (DE CHARGE SOLAIRE) Udc Upv Ib Ub I’b CONVERTISSEUR DC / AC Uac Iac APPLICATIONS AC

5. tension Décharge régulière lente Décharge importante temps I A V U REGULATEUR ET BATTERIE (1) La batterie se décharge… elle fournit une puissance électrique à partir de son énergie chimique Seuil inf

6. tension Surcharge importante : danger Recharge régulière lente temps Chargeur de batterie I A V U REGULATEUR ET BATTERIE (2) La batterie se recharge… elle reçoit une puissance électrique et reconstitue son énergie chimique Seuil sup

7. PV APPLICATIONS tension Eviter la surcharge : ne plus recharger la batterie. 1 U Seuil sup 3 Seuil inf Eviter la décharge profonde : recharger la batterie (si possible sinon arrêt) 2 temps PV APPLICATIONS U PV APPLICATIONS I Ipv U I REGULATEUR ET BATTERIE (3) Alarme sonore

8. COMMANDE FT LH LD FT PV APPLICATIONS FIC U REGULATEUR ET BATTERIE (3) 1 2 Maintenir/gérer la charge de la batterie REGULATION DE DEBIT

9. REGULATEUR ET PANNEAUX SOLAIRE 2 3 Optimiser le fonctionnement du panneau en travaillant à puissance maximale

10. APPLICATIONS PV Idc Ipv REGULATEUR (DE CHARGE SOLAIRE) Udc Upv Ib Ub I’b CONVERTISSEUR DC / AC Iac Uac APPLICATIONS AC REGULATEUR UNE POSITION CENTRALE Ipv et Upv si possible au point de puissance maximale mais dépend de l’éclairement (jour/nuit) Ib > ou < 0 selon la phase recharge (récepteur) ou décharge (générateur). Ub à réguler entre seuil haut et seuil bas Udc imposée (régulée) et Idc variable selon la puissance de l’application DC Uac alternatif (pas forcément sinusoïdale !  taux de distorsion harmonique acceptable pour les charges AC ) mais de valeur efficace 230 V et fréquence 50 Hz compatibles avec domestique. Iac dépend de la charge

11. Vb Ib temps REGULATEUR MLI Désormais deux techniques (complémentaire d’une régulation série ou shunt) : modulation de largeur d’impulsion : le régulateur PWM hache le courant délivré par le module, et l'envoie dans la batterie sous forme d'impulsions. Il gère de façon optimale les connexions et déconnexions du module au reste du système. Selon l’état de charge des batteries, il effectue des coupures plus ou moins longues et plus ou moins fréquentes.

12. REGULATEUR MPPT détecteur de point de puissance maximum  ou MPPT du panneau puis conversion en courant de charge par un convertisseur DC/DC dévolteur BOOST pour disposer d’un courant de charge élevé.

13. Ipv MPP P’3 DP > 0 P’1 DP < 0 P2 P1 DP > 0 P’2 DP < 0 P3 Vpv Ib Ipv Charge DC Batterie Convertisseur DC / DC Boost - Buck (hacheur) Vpv Vb Rapport cyclique Commande MPPT ou MLI Vpv Vb REGULATEUR MPPT

14. « Simulation » du panneau solaire par une alimentation régulée. Influence de l’éclairement supprimée mais… Image du courant de recharge de la batterie fourni par la sortie régulateur : cycle de 0,5 s. Tension de charge de la batterie.

15. Intensité provenant du panneau solaire Image du courant provenant du panneau solaire Dispositif avec sonde de courant et 10 spires pour « amplifier » le courant. Mesure de la tension aux bornes de la batterie

16. BILAN Le régulateur : « système automatique » dont la fonction principale est d’assurer le contrôle de l’état de charge de la batterie : pas de surcharge ni décharge trop profonde. Quand la batterie est chargée à 100%, il faut arrêter le courant de charge. Le principe est de diminuer de façon automatique l’injection du courant dans la batterie quand celle-ci atteint sa pleine charge. Et de recharger la batterie durant les phases d’ensoleillement et de non utilisation. Il assure également l’adaptation entre les panneaux solaires et les utilisations en essayant de placer le point de fonctionnement au point de puissance maximale. La technique de régulation utilisée est soit de la PWM (MLI) soit du MPPT (PPM) Le régulateur est polarisé par la batterie pour alimenter sa partie puissance et sa partie commande Il doit posséder une interface de visualisation