Etude et simulation du diagnostic des défauts et anomalies d’un générateur photovoltaïque

Abstract

Une grande partie de la production mondiale d’énergie électrique est basée sur les ressources énergétiques fossiles comme le gaz naturel. Ces sources énergétiques traditionnelles sont à l’origine d’une pollution de plus en plus accrue de l’environnement humain et seront à court terme pour la plupart épuisées. Face à une demande continue et croissante en énergie électrique, la recherche d'autres sources énergétiques en dehors du combustible est devenue une priorité pour la majorité des pays. Certaines sources d'énergies renouvelables (solaire, éolienne, hydroélectrique et biomasse) s’imposent comme solution de rechange dans un proche avenir en parallèle avec l’évolution de la nouvelle génération de technologie des systèmes de production électriques. Etant considérées comme propres et inépuisables, elles peuvent apporter de réelles possibilités d’exploitation durables, économiques et non nuisibles à l’environnement. Parmi les sources d'énergie renouvelables disponibles, l'énergie solaire est considérée en Algérie comme la source d'énergie la plus importante, étant présente partout et pendant une grande partie de l’année. Durant son fonctionnement, le générateur photovoltaïque peut être l’objet de différentes pannes et anomalies qui conduisent à une dégradation des performances de tout le système. L’objectif de notre travail est de modéliser une cellule, un module, puis un champ photovoltaïque et de simuler quelques défauts parmi les plus fréquents pour voir l’effet produit sur les caractéristiques courant-tension (I-V) et puissance-tension (P-V). Mot-clés : Générateur photovoltaïque ; défauts ; modélisation ; simulation ; caractéristiques I-V et P-V. Abstract Much of the world’s electrical energy production is based on fossil energy resources such as natural gas. These traditional sources of energy are causing increasing pollution of the human environment and will mostly be exhausted in the short term. Faced with a continuous and growing demand for electrical energy, the search for other energy sources besides fuel has become a priority for the majority of countries. Some renewable energy sources (solar, wind, hydroelectric and biomass) are emerging as an alternative in the near future in parallel with the evolution of the new generation of power generation system technology. Being considered clean and inexhaustible, they can provide real possibilities for sustainable, economical and environmentally friendly exploitation. Among the renewable energy sources available, solar energy is Résumé Etude et simulation du diagnostic des défauts et anomalies d’un générateur photovoltaïque considered in Algeria as the most important energy source, being present everywhere and for much of the year. During its operation, the photovoltaic generator can be the object of various failures and anomalies which lead to a degradation of the performances of the whole system. The objective of our work is to model a cell, a module then a photovoltaic field and to simulate some of the most frequent faults to see the effect produced on the current-voltage (I-V) and power-voltage (P-V) characteristics. Keywords: photovoltaic generator ; defaults ; modelization ; simulation ; I-V and P-V characteristics. الملخص تعتمد أكبر حصة من انتاج الطاقة الكهربائية العالمية على موارد طاقوية أحفورية مثل الغاز الطبيعي ,تتسبب المصادر الطاقوية التقليدية هده في تلوث متزايد للبيئة البشرية كما سيتم استنفاد أغلبيتها على المدى القصير , في مواجهة الطلب المستمر و المتزايد على الطاقة الكهربائية , أصبح البحث عن مصادر أخرى للطاقة مختلفة عن الوقود أولوية بالنسبة للغالبية الدول . إن بعض مصادر الطاقات المتجددة ( الطاقة الشمسية , طاقة الرياح ,الطاقة الكهرومائية و الكتلة الحيوية) تظهر كبديل في المستقبل القريب بالتوازي مع تطور الجيل الجديد من التكنولوجيا نظام توليد الطاقة ,ومظرا لكونها نظيفة و لا تنظب , يمكن ان توفر امكانيات حقيقية للإستغلال المستدام و الإقتصادي و الصديق للبيئة. من بين مصادر الطاقة المتجددة المتاحة في الجزائر , تعتبر الطاقة الشمسية أهم مصدر , حيث تتواجد في كل مكتن و لفترة ظويلة من السنة , يمكن أن يتعرض المولد الكهروضوئي أثناء تشغيله للأعطال و حالات شدود مختلفة تؤدي الى تدهور أداء النظام بأكمله , يهدف عملنا هدا الى نمذجة خلية و وحدة نمطية و مجال كهروضوئي و محاكات بعض الأعطاب الأكثر شيوعا لمعرفة تأثيرها على خاصيتي التيار – التوتر و كذلك الإستطاعة التوتر. الكلمات المفتاحية : مولد كهروضوئي ,أعطاب ,نمذجة , محاكات , خصائص التيار , توتر و إستطاعة – توتر .