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Déchets, recyclage et réutilisation de vieux objetsPhotovoltaïque Résistif Rentable

Impact sur l'environnement des produits en fin de vie: plastiques, produits chimiques, véhicules, marketing de l'agroalimentaire. Recyclage et recyclage direct (upcycling ou surcyclage) et réutilisations d'objets bon pour la poubelle!
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar Forhorse » 11/03/18, 13:43

Quel condensateur ?
Sur le schéma de izentrop il n'y a pas de condensateur...
Si on ajoute un condensateur, ça change le raisonnement... mais quel valeur de condensateur faut-il pour stocker assez d’énergie pour tirer la puissance maximale du panneau sans être limité par sa possibilité de fournir du courant.

C'est vrai que la tension de sortie du panneau à puissance maximale ne varie pas beaucoup avec l'éclairement, dans l'exemple on passe de 31V pour 1000w/m² à environ 28V pour 400w/m²
Mais le problème c'est le courant que peut fournir le panneau :
A 28V, la résistance va chercher à absorber 7A, hors le panneaux ne peut en fournir que 4... la tension va donc s'écrouler pour se stabiliser à 14V

Pour exploiter les 98W que peut potentiellement fournir le panneau avec une résistance de 4 ohms, il faut donc transformer les 28V/3.5A du panneau en 19.8V/4.94A pour la résistance.
Peut être qu'on peut le faire avec un condensateur, mais j'imagine qu'il va avoir une valeur et donc une taille conséquente.
Dans un régulateur step-down on y met une self parce que c'est plus efficace pour stocker l’énergie qu'un condensateur (il y en a un aussi, mais il est surtout là pour filtrer les ondulations)
Et puis un condensateur c'est loin d'être inusable, surtout en régime d'impulsions comme ça ! parles en au fabricant de carte mère d'ordinateur, tu verras ce qu'ils te diront à ce sujet !

Quand aux considérations sur la charge d'une batterie, c'est totalement hors sujet ici.
Le problème c'est déjà d'optimiser la production d'un panneau PV au regard d'une résistance fixe.

Moi je partirais plutôt sur un truc comme ça
Buck-solaire.png
Buck-solaire.png (14.58 Kio) Consulté 549 fois

Les valeurs sont mise au pif et il n'y a bien sûr pas la partie régulation. En simulation ça fonctionne, en faisant varier le rapport cyclique, on fait varier la puissance dissipée dans la résistance, et on peut se retrouver avec un courant plus fort en sortie qu'en entrée.
Le transistor est côté masse pour pouvoir utiliser un mosfet canal N sans avoir recours à une pompe de charge pour piloter la grille. C'est pas très conventionnel mais en théorie et en simulation ça fonctionne (même si le simulateur semble avoir du mal avec ça).
Les calculs de self et de fréquence ne sont pas excessivement compliqué, surtout qu'ici la charge est fixe et connue.
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar Forhorse » 11/03/18, 14:10

Bon, j'ai réfléchi à cette histoire de condensateur... et là encore, je ne vois pas en quoi ça peut apporter quoi que ce soit pour essayer de tirer le maximum de puissance d'un panneau PV avec une résistance fixe.
Je m'explique, voilà a mon avis comment ça va se passer :

on met un hacheur entre le panneau et la résistance (PWM) et un condensateur d'une certaine valeur en parallèle avec la résistance.
appliquons lui toujours un rapport cyclique de 50% (c'est pour l'exemple hein...)
Le panneau ne peut toujours fournir que 3.5A au mieux avec un Voc au environ de 36V

Lorsque l'interrupteur du hacheur (transistor bloqué) est ouvert, on a donc une tension de 36V au panneau et 0A
Lorsque l’interrupteur du hacheur est fermé, la résistance et le condensateur sont reliés au panneau.
Le condensateur se charge, il absorbe du courant, il a donc une certaine impédance qui se retrouve en parallèle à la résistance.
L'impédance équivalent est donc légèrement inférieur à la valeur de la résistance seule.
le courant ne peut toujours pas excéder 3.5A (c'est la limite du panneaux dans ces conditions d'ensoleillement)

Suivant le niveau de charge du condensateur et donc de notre impédance équivalente, la tension
sera au mieux de 14V (résistance chaude et condensateur totalement chargé avant l'ouverture de l'interrupteur)
Mais comme on a mit un gros condensateur car on espère qu'il va permettre de stocker l’énergie, il ne sera pas totalement chargé avant l’ouverture de l'interrupteur et donc la tension sera inférieur à nos 14 V du cas idéal.

Ou moment de l'ouverture de l’interrupteur, on a donc un courant dans la résistance d'un peu moins de 3.5A et un condensateur chargé à moins de 14V
Pendant le reste du cycle, le condensateur va donc se décharger et alimenter la résistance entre 14V et 0V et on va donc avoir un courant qui va décroitre entre 3.5 et 0A
Au final la puissance dissipé par la résistance risque d'être la même que sans condensateur... car certes le condensateur va alimenter la résistance pendant le temps OFF du hacheur, mais c'est simplement de l’énergie qu'il aura pris et que la résistance n'aura pas reçut pendant le temps ON du hacheur. Il y a simplement un lissage, pas de conversion.
Pour rappel, dans les conditions qui nous intéressent, il faut alimenter la résistance (fixe encore une fois...) sous 19.8V pour qu'elle puisse dissiper les 98W du panneau, hors dans ces conditions il est impossible de charger le condensateur a plus de 14V, la tension moyenne vue par la résistance sera donc inférieur à 14V et bien loin des 19.8V qu'il nous faut.

Ou alors il faut 2 interrupteurs : un pour charger le condensateur, et un pour le décharger... ça s'appel une pompe de charge et c'est pas plus simple qu'avec une self !
Moi je reste sur mon idée de convertisseur buck step-down
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar chatelot16 » 11/03/18, 14:12

sans condensateur ça ne peut pas marcher , que ça soit un decoupage sans self qui alimente une resistance ou que ça soit il vrai convertisseur avec self

quelle valeur de condensateur ? ça depand de la frequence de fonctionnement ... ou dans mon cas de mesure de tension avec hysteresis la frequence de decoupage sera le resultat de la valeur du condensateur : plus le condensateur sera gros plus le decoupage sera lent

variation de tension dans un condensateur : U = I t / C

ou C = I t / V

C = condensateur en farad
I = courant qui fait varier la tension , donc production du photovoltaique pendant la charge ... ou difference entre production et consomation pendant la decharge

t = temps de charge ou de decharge
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar Forhorse » 11/03/18, 14:20

chatelot16 a écrit :
quelle valeur de condensateur ? ça depand de la frequence de fonctionnement ... ou dans mon cas de mesure de tension avec hysteresis la frequence de decoupage sera le resultat de la valeur du condensateur : plus le condensateur sera gros plus le decoupage sera lent



Mais ça change rien, comme je l'ai expliqué au dessus, quelques soit la valeur du condensateur, quelque soit la fréquence, sa tension de fin de charge ne pourra jamais être plus haute que celle lorsque que la résistance est directement reliée au panneaux.
On a donc rien de mieux que sans hacheur ni condensateur.
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar chatelot16 » 11/03/18, 16:27

condensateur en parralele sur le paneaux ! surtout pas sur la charge résistive ce qui serait completement nuisible !

quand la resistance est coupé le panneau charge le condensateur ... quand la la resistance est branché , ça decharge le condensateur ... et le regulateur alterne les alumage et les coupure pour maintenir la tension proche de la tension optimum du panneau

le condensateur acumule le courant trop faible du paneau pour fournir un courant plus fort mais intermittent dans la résistance
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar Forhorse » 11/03/18, 17:11

Alors j'ai aussi essayé de faire une simulation avec un condensateur en amont de l'interrupteur du hacheur; côté panneau donc. Et j'ai beau essayer avec n'importe quel valeur de condensateur, et n'importe quelle fréquence, j'arrive pas à obtenir une tension de 19V côté résistance.

Et puis il y a un autre problème... si on reste sur notre rapport cyclique de 50%, pour arriver à 98w de puissance dissipée moyenne, puisqu'elle dissipe 0w la moitié du temps, il faut qu'elle en dissipe le double le reste du temps, soit 196w
Vu que notre résistance fait 4ohms, il faut donc l'alimenter sous 28V et lui fournir 7A
Pour rappel 28V c'est la tension MPP dans le cas qui nous intéresse et le panneaux dans ces conditions ne fournit que 3.5A

Quand l'interrupteur est ouvert, le condensateur se charge jusqu'a la tension Voc (ici environ 36V)
Quand l'interrupteur se ferme, le condensateur se décharge dans la résistance et sa tension chute rapidement. Si il est assez gros, et que Ton n'est pas trop long, peut être qu'il va pouvoir fournir les 7A sous 28V (en réalité 3.5A puisque le panneau va pouvoir en fournir la moitié)
Quand l'interrupteur s'ouvre, le panneau va recharger le condensateur et là il peut y avoir deux cas de figure :
soit le condensateur est petit ou Ton était long, le condensateur est donc totalement déchargé, il va avoir une impédance très faible car il va demander beaucoup de courant pour se charger. Comme il est petit, la tension va monter rapidement jusqu'a Vmpp et peut être même jusqu'a Voc si Toff est assez long.
ça induit au moins 2 choses :
- il va y avoir une déperdition dans le panneaux a cause de sa résistance interne au début de la charge du condensateur.
- Comme le condensateur est petit, il n'aura pas assez de capacité pour alimenter la résistance de façons optimale toute la durée de Ton, le courant va chuter rapidement pour revenir a une valeur proche de ce que peut fournir le panneau sous la même tension que s'il n'y avait pas de condensateur.
On gagne donc peut être un peu de rendement par rapport à une solution toute simple sans condensateur ni hacheur, mais je doute qu'on s'approche de la puissance maximal du panneau.

L'autre cas de figure c'est si le condensateur est gros. Dans ce cas il n'est peut être pas totalement déchargé à la fin de Ton, mais dans ce cas il va avoir besoin de beaucoup d’énergie pour se recharger. Pas sur qu'au début du cycle suivant il soit chargé à la valeur de Vmpp et encore moins de Voc; là aussi il va y avoir des pertes en début de phase de charge (pour éviter ça il faudrait que la tension du condensateur reste constamment entre Vmpp et Voc, je doute que ce soit possible)
Et comme il ne sera pas chargé à une valeur idéal au début du cycle suivant, la encore la résistance ne sera pas alimentée de façons à dissiper la puissance optimale du panneau.
Là aussi on doit gagner un peu par rapport à un montage tout basique, mais est-ce que le gain est significatif pour justifier la complexité du montage ?
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar Forhorse » 11/03/18, 17:41

Je viens de refaire une simulation, avec un condensateur de 10.000µF et un rapport cyclique de 50% à 1kHz et ça marche on trouve bien un courant de 7A sous 28V soit nos 196w 50% du temps.
Coup de bol ou principe valable ? Reste à valider par l’expérience...
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar chatelot16 » 11/03/18, 18:12

le decoupage d'une resistance sans self ne reduit pas la tension ! la resistance prend exactement la même tension que le panneau mais pendant un temps reduit , ce qui reduit bien la puissance ... juste ce que l'on veut
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar izentrop » 12/03/18, 00:27

Il y a une explication claire du fonctionnement MPPt ici http://www.instructables.com/id/ARDUINO ... ersion-30/
Il faut utiliser le traducteur Google pour les non anglophones comme moi.
La diode est remplacée par un autre mosfet parfaitement synchronisé pour limiter les pertes.
Il y a aussi tous les éléments pour calculer les composants : self et condensateur en fonction de la puissance, ici limité à 50 W.

Perso, je ne me lancerait plus dans un tel montage, je préférerait bricoler une résistance stéatite avec plusieurs valeurs de résistances commutables comme discuté précédemment.
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Re: Photovoltaïque Résistif Rentable

Message non lupar lilian07 » 12/03/18, 08:03

Si avec le condensateur de 10 mF et juste un PWM programmé ça fonctionne alors c'est une bonne chose, la réalisation reste relativement peu onéreuse et on reste dans un model simpliste. j'aurai tendance toutefois à travailler avec 3 à 4 PV de 75 W branchés pour augmenter la tension.
Imaginons maintenant un PV de 200W dans notre cas de figure. Nous pouvons espérer si le principe fonctionne 200 Kwh/an soit 30 euros d'économie (150 douches) si on stock l'ensemble de la puissance le RSI (retour sur investissement) est bon pour moi sachant que l'on trouve des PV de 200W à moins de 50 euros.
Reste à faire la démonstration "in situ" .
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