Par L’algorithme utilisé pour la recherche du point de puissance maximum du panneau solaire est : mesure->perturbation->mesure->correction… Il nous faut donc disposer à tout moment de la puissance délivrée par le panneau solaire.
Deux formules nous permettent de mesurer et calculer la puissance délivrée par le panneau solaire : P = UI et P = RI2. Dans l’absolu, la deuxième formule est la plus simple à mettre en œuvre. Pour R constant, la puissance varie en fonction du carré de l’intensité, ce qui augmente la précision. L’intensité à l’entrée du montage étant une fonction linéaire de l’intensité d’entrée pour un alpha donné, rechercher à tout moment le maximum du courant de sortie garantit l’utilisation du panneau solaire à sa puissance maximum, il existe d’ailleurs des travaux qui simulent ce fonctionnement pour prouver sa viabilité, et certains dispositifs de MPPT du commerce utilisent ce mécanisme. Ce n’est malheureusement pas applicable à notre cas, car le schéma équivalent d’une batterie en charge est tout sauf une résistance constante. C’est plutôt quelque chose comme une Zener variable en série avec une résistance variable de faible valeur. De plus, la variabilité ne dépend pas seulement du courant de charge appliqué, mais également des réactions chimiques et de la circulation de l’électrolyte dans la batterie. Si nous souhaitons vraiment nous rapprocher le plus possible du point de fonctionnement maximum du panneau solaire, il faut donc utiliser la première formule. La tension aux bornes du panneau solaire est directement mesurée. L’intensité est par contre mesurée en sortie du montage, et pour retrouver l’intensité en entrée, il faut passer par la formule : Ie = Is / 1 – α. Alpha est la valeur de réglage du PWM que divise 256, ( lorsque nous positionnons à un le registre du pic, le signal passe à un pour une durée de 1/ 256 de la période des 80khz, le rapport temps à un sur période est donc la valeur du réglage que divise 256). Pour obtenir la valeur de la tension en Volts et la valeur de l’intensité en Ampères, il faut multiplier les valeurs obtenues depuis le convertisseur analogique / digital par le quantum de la conversion, en fonction du montage électronique utilisé : pont diviseur pour les mesures de tension, shunt avec amplification par 30 pour la mesure d’intensité. La puissance obtenue est enfin convertie en 100éme de Watts, pour effectuer la suite du travail sur une valeur entière. La formule globale est donc :
(Iscan * Qi) * (Uecan * Que ) / ( 1 – ( Ar / 256 ) * 100 où :
- Iscan => valeur de la conversion pour I en sortie.
- Qi => Quantum du convertisseur I en sortie.
- Uecan => valeur de la conversion pour U en entrée.
- Que => Quantum du convertisseur U en entrée.
- Ar => Valeur du registre pour Alpha.
La complexité du calcul justifie l’emploi d’une librairie de calcul flottant, et c’est la version 2.8 de Microchip qui sera utilisée.
L’algorithme de suivi de la puissance maximum (« tracking ») est simple à mettre en œuvre : une mesure de puissance est effectuée, alpha est modifié et une nouvelle mesure de puissance est effectuée. Comparer les deux puissances permet de déduire le sens de la dérivé. Si le sens est positif, alors il faut continuer la correction d’alpha dans le même sens, si le sens est négatif, il faut inverser le sens de la correction d’alpha. L’algorithme est effectué en boucle au maximum des capacités du pic, qui doit quand même réaliser les trois mesures et effectuer les calculs en flottant, ce qui induit quelques millisecondes de temps d’exécution (le temps d’exécution des calculs en flottant n’est pas constant).
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