Brevet FR2518267A1 — publié le 19830617

La présente invention concerne un dispositif pour reconnaître la puissance d'un générateur solaire en fonc- tion d'une irradiation donnée. Lorsqu'on utilise pour l'alimentation d'appareils consommateurs d'électricité, par exemple des appareils pour le chargement d'accumulateurs, des moto-pompes électriques, etc, des générateurs d'énergie photovoltalques, comme des cellules ou des générateurs solaires, il est souvent utile, voire nécessaire, de ne brancher les appareils consomma- teurs que lorsque la puissance qui peut être fournie par le générateur solaire atteint une valeur déterminée. La valeur de cette puissance minimale dépend de la nature et du mode de fonctionnement de l'appareil consomma- teur d'électricité On ne branchera les appareils pour le chargement d'accumulateurs que lorsque la puissance du gé- nérateur solaire est supérieure a la dissipation de ces ap- pareils On est ainsi assuré qu'en cas d'irradiation solai- re plus faible, la dissipation de puissance des chargeurs ne devra pas être couverte en totalité ou en partie par 1 ' accumulateur. Il sera judicieux de ne brancher les pompes submer- sibles alimentées en courant photovoltaïque que lorsque la puissance électrique fournie par le générateur solaire suf- fira pour élever l'eau, c'est-à-dire lorsque la puissance de la pompe sera suffisante pour vaincre la hauteur de re- foulement géodésique La puissance que peut fournir un gé- nérateur solaire dépend, non seulement de sa grandeur (sur- face) et de son orientation, mais principalement du rayon- nement solaire et de la température du générateur lui-même. Une possibilité de mesure de l'irradiation à un mo- ment donné est offerte par un dispositif de mesure séparé, orienté dans la même direction que le générateur Ce dispo- sitif de mesure peut être, par exemple, une cellule solaire séparée L'inconvénient de ce mode de mesure de l'irradia- tion est que le dispositif de mesure doit être construit et exploité à part Par suite de l'indépendance entre les moyens de mesure et le générateur solaire, ce n'est pas la puissance disponible à l'instant de la mesure qui est ob- tenue, mais simplement la valeur mesurée par ces moyens séparés, c'est-à-dire une information indirecte Dans cet- te valeur, le salissement, le vieillissement, les parties d'ombre, etc du générateur solaire ne sont pas pris en considération. L'invention a donc pour objet de réaliser un dispo- sitif permettant de reconnaître directement la puissance que peut fournir un générateur solaire. A cet effet, le dispositif selon l'invention est ca- ractérisé par des moyens qui, pendant une-mesure, soumet-. tent le générateur solaire à une charge de telle façon que celui-ci travaille en un point de fonctionnement dont la tension est inférieure à celle au point de travail de la puissance maximale, et par un dispositif de mesure pour le courant qui circule pendant la mise sous charge. Le dispositif selon l'invention se sert du généra- teur solaire lui-même pour reconnaître la puissance qui est effectivement disponible Il tire parti du fait que le cou- rant par un générateur solaire en fonctionnant dans des con- ditions proches du court-circuit est presque proportionnel à l'irradiation du moment La tension à vide d'un généra- teur solaire serait au contraire une grandeur de mesure sans valeur d'information en ce qui concerne l'irradiation et la puissance disponible, car, d'une part, la tension à vide ne varie que peu pour des irradiations différentes et, d'autre part, elle dépend énormément de la température. Par contre, l'intensité du courant produit par un généra- teur solaire au voisinage du court-circuit ne dépend que faiblement de la température. De toute façon, l'invention sera bien comprise a l' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, a titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif: Fig 1 est un graphique montrant les courbes inten- sité/tension d'un générateur solaire en fonction de son ir- radiation; Pig 2 est unai ch&tma-bloc d'uêigen pour ract- tre sous charge un gênéeatcur scalaires avec un întertip- teur pour mettre le générateur en court-*ircuit pour la mesure; F'ig, J montre trois autrespsiltcs de ie sous charge du générateur solaire; Pig 4 est un sché 4 ma-bloc d'un dispositif 'nczo nant à l'aide de l'appareil électrique raccor 2 dé au généra - teur solaire; Fig 5 est un schémna-bloc d'un dispositif dems nous charge agîssant à l'aide d'un condenstvar; Pig 6 est un gch&na-blcc d'un disposîtif de mioc nous charge conna-it- de parties da cîrcîit de leappaeil consommateur raccordé; Fi g ? mentre iîe fforme*'ecuo dans laquelle on utilise commie moyens dz, mfi;s; aous Char, l'interrupteur d'un transformateur de puissance, Le graphique de la figure, 1 montre quratsre courb Ges intensité/puissance d 4 un gq'Mérateur 2 elaire, pour dee ir- radiations cmpvisee errtscz 1,25 et i Dlnna ces Comurbeo sont portés les points Je trairaîl de Ta sne ul (MPP) La zone haehuarée ài gaaucâle de la lign laiu plage dans laquelle 3 et trativer, le Ji e tro 7 e d générateur sol aire pendant la er. La figure 2 montre la raaniè 2 e la plun sisapl G de meet- tre sous charge le raez solaire On litilise un itzu rupteur é 1 ectrique mé canique 1, qui cortî-utel générateur solaire 2 pendart le tem pes à lassa Lro u re. Si une résistance ast msontée en stàrie avec leitr- rupteur 1, la chute de tension entre les bornes de cotte -r 6 sistance peut être utilisée dîrect-ement comme ocure du courant qui circule et de la puissance que peut fournir le générateur La figure) -montre trcis mamenires possibles de soumettre à une cecarge le générateur S 3 ûl-a re P 9 à oa- voir un semi-conductekir 4, un itrutu 3 ou un s Goml- conducteur avec résistance 5. 251826. Il est avantageux que la mesure puisse être effec- tuée en un temps extrêmement court (moins de 1 msec), car le générateur solaire est dans une large mesure anti-induc- tif La mesure peut, de ce fait, être effectuée aussi en cours de fonctionnement d'un appareil électrique raccordé au générateur, par exemple pour exploiter les conditions de coupure lors d'une irradiation trop faible. Comme le montre la figure 4, on peut disposer à cet effet à l'entrée d'un tel appareil un accumulateur d'éner- gie 6, qui, par rapport au générateur solaire 2, est décou- plé, par exemple, au moyen d'une diode 7 et, pendant le temps de mesure, fournit l'énergie pour l'appareil raccordé. Une forme d'exécution avantageuse est représentée à la figure 5 Le générateur solaire 2 y est chargé par 1 ' intermédiaire d'un interrupteur électrique ou mécanique 8 et d'une résistance R sur un condensateur C Lorsqu'on ferme l'interrupteur, il circule tout d'abord dans le con- densateur C déchargé à ce moment-là un courant dont l'in- tensité est déterminé uniquement par la résistance R et par la puissance instantanée fournie par le générateur so- laire 2 Ce courant charge le condensateur C Pour la me- sure, on peut alors utiliser l'intensité du courant qui circule au début de l'opération, soit mesurer le temps qui s'écoule jusqu'à ce que le condensateur soit chargé à une tension déterminée L'avantage de cet agencement est qu'il permet d'utiliser comme interrupteur un thyristor 8, qui coupe automatiquement le courant lorsque le condensateur est complètement chargé. Il peut être utile également de ne pas utiliser pour la mise sous charge des moyens séparés, mais des parties du circuit de l'appareil consommateur raccordé Les figures 6 et 7 montrent deux formes d'exécution correspondantes& Dans des pompes alimentées en courant électrique, la mise sous charge du générateur solaire 2 peut avoir lieu par un moteur électrique 9, dont l'alimentation peut être effectuée, par exemple, par l'intermédiaire d'un onduleur (fig 6) Dans ce cas, on découple la tension auxiliaire de la partie puissance. Dans les appareils pour charger des accumulateurs, entre autres, on utilise généralement un transformateur de puissance, par exemple un transformateur-élévateur L'in- terrupteur de ce transformateur est utilisé comme moyen de mise sous charge du générateur solaire dans la forme d'exé- cution représentée à la figure 7. 18267 REVENDICATIONS - 1. Dispositif pour reconnaître la puissance d'un générateur solaire en fonction d'une irradiation donnée, caractérisé par des moyens ( 1) qui, pendant la mesure, sou- mettent le générateur solaire ( 2) à une charge de telle fa- çon que celui-ci travaille à un point de fonctionnement dont la tension est inférieure à la tension au point de travail de la puissance maximale, et par un dispositif de mesure pour le courant qui circule pendant que le généra- teur est sous charge. 2. Dispositif selon la revendication 1 caract 6- risé par un interrupteur ( 3) pour court-circuiter le géné- rateur solaire pendant la mesure et par un dispositif de mesure pour le courant de court-circuit. 3 Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé par une résistance 5 montée en série avec l'interrup- teur, la chute de tension entre les bornes de cette résis- tance servant de mesure pour le courant qui circule et pour la puissance éventuelle fournie par le générateur. 4 Dispositif selon les revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce qu'à l'entrée d'un appareil raccordé au générateur solaire est disposé un accumulateur d'énergie ( 6), qui, par rapport au générateur solaire, est découplé de préférence avec une diode ( 7) et, pendant le temps de mesure, fournit l'énergie pour l'appareil raccordé. 5. Dispositif selon les revendications 1 et 2, ca- ractérisé en ce que le générateur solaire ( 2) est, pendant la mesure, chargé par l'intermédiaire d'un interrupteur et d'une résistance (R) sur un condensateur (C), le courant qui circule au début de l'opération étant utilisé pour la mesure. 6. Dispositif selon les revendications 1 et 2, ca- ractérisé en ce que le générateur solaire ( 2) est, pendant la mesure, chargé par l'intermédiaire d'un interrupteur et d'une résistance (R) sur un condensateur (C), le temps qui s'écoule jusqu'à ce que le condensateur soit chargé à une tension établie étant utilisé comme valeur de mesure. 18 26 7 Dif 4 PG e- tif Sel > 21 -Ies a 7 i'-is C Gt caractérie;'z en ce quai thy- ri"gtor qui C")Upe IC, O-Urant 1 Bloque Dispositif la 3 é en ce que dans par-tics Cia circuit decn appare-îl co -nsomwa- teur raccordé au îo Iaîre 00-m-k utîlî;îéOS centime moyens pour charger ce dernîer. 9. Dispoeitîf selon les 2 et 89 caraciérislé eh ce qu'on utîMse comnzs l,soyons Pour chéarf' 1 par Ie génerateur solaire e 2) u,,-ie meae-hîns Par ce dernier, de el O N r-Z un endu leur, et ce, de -raison Ck, la Parties une tension scv-iant à,:'a SCICL los caractérie, en ce -je 4 e dIndu de puj 2 s,%r Yr-e serv&i 3 t au exemple, ex>t 'rzYen pUr teur salaire.