Maximum power point tracker

Un générateur photovoltaïque est un générateur dont la caractéristique ${\displaystyle I=f(U)}$ est fortement non linéaire. En conséquence, pour un même éclairement, la puissance délivrée sera différente selon la résistance instantanée du circuit. Un contrôleur MPPT permet donc de piloter le convertisseur statique reliant le circuit utilisateur (une batterie par exemple) et le panneau photovoltaïque de manière à fournir en permanence le maximum de puissance au circuit utilisateur (la batterie).

La puissance électrique P est fonction de l'intensité I et de la tension U. Ainsi, on maximise la puissance P si on arrive à maximiser les deux variables I et U. De plus, avec une intensité I donnée, on peut faire varier la tension U en faisant varier la résistance R, selon la loi d'Ohm.

Dans le cas d'un panneau solaire, l'intensité maximale possible I est dépendante de la puissance lumineuse reçue par la cellule photovoltaïque. Tant que la puissance demandée ne dépasse pas la capacité de la cellule, l'intensité I est maximisée par l'ensoleillement reçu. Quand la puissance demandée augmente trop, la Tension U baisse, jusqu'à zéro. Dans ce cas, la puissance réellement obtenue est, elle aussi, nulle. Pour maximiser la puissance P réellement obtenue, on va faire varier la tension U circulant dans la cellule, et atteindre la tension U la plus haute possible sans faire baisser l'intensité I.

On parle d'ailleurs pour les panneaux photovoltaïques de générateurs non linéaires.

La méthode P&O est sans doute la plus naturelle qui vient à l'esprit pour faire une recherche du point maximal de puissance (MPP, Maximum Power Point en anglais). Dans le cas d'une application photovoltaïque, il s'agit d'un algorithme qui va chercher la valeur optimale par 'essai-erreur' : en faisant varier la valeur de la tension U (aussi appelée V dans le graphique), et en analysant la puissance de sortie P, (ou l'intensité de sortie I), l'objectif est de maximiser P, en augmentant au maximum la tension U sans faire baisser l'intensité I.

Voici l'algorithme exact :

1. pour une tension ${\displaystyle U_{1}}$ fixée, on mesure la puissance correspondante ${\displaystyle P_{1}}$ délivrée par le générateur,
2. après un certain temps, l'algorithme impose une tension ${\displaystyle U_{2}=U_{1}+\Delta U}$ et mesure également la puissance correspondante ${\displaystyle P_{2}}$,
3. si ${\displaystyle P_{2}}$ est supérieure à ${\displaystyle P_{1}}$ : l'algorithme cherche à imposer une tension plus grande ${\displaystyle U_{3}=U_{2}+\Delta U}$. Sinon l'algorithme cherchera au contraire à abaisser la tension : ${\displaystyle U_{3}=U_{1}-\Delta U}$

Ainsi le système adapte en permanence la tension aux bornes du générateur photovoltaïque afin de se rapprocher du point de puissance maximum, sans jamais l'atteindre précisément.

D'autres algorithmes existent ainsi que des solutions entièrement analogiques parfois assez simples à mettre en œuvre, telles que l'Incremental Conductance (InCond), le Ripple Correlation Control (RCC).

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