Résumé de l'optimiseur de tension

Résumé de l'optimiseur de tension

Dans un mode de réalisation optionnel et non limitatif, la présente invention décrit un procédé de commutation entre différents modes de fonctionnement d'un optimiseur de puissance d'un module photovoltaïque. Ce procédé est caractérisé en ce que chaque groupe de batteries comprend plusieurs modules photovoltaïques connectés en série, chaque module étant équipé d'un optimiseur de puissance pour la recherche du point de puissance maximale (MPPT). Les optimiseurs de puissance correspondant à chaque module photovoltaïque de chaque groupe de batteries sont connectés en série pour former une liaison fournissant une tension de chaîne.

Le procédé comprend les étapes suivantes : court-circuiter transitoirement la tension de chaîne fournie par la liaison à laquelle appartient l'optimiseur de puissance du mode de fonctionnement à commuter ; détecter la survenue d'un court-circuit transitoire dans la liaison ; et, en cas de détection d'un court-circuit transitoire, l'optimiseur de puissance du mode de fonctionnement à commuter passe d'un mode de fonctionnement à l'autre.

Le procédé décrit ci-dessus est caractérisé en ce que : court-circuiter transitoirement la tension de chaîne fournie par la liaison à laquelle appartient l'optimiseur de puissance du mode de fonctionnement à commuter. Ce procédé consiste à détecter la variation d'un indicateur prédéterminé induite par un court-circuit transitoire de la tension de chaîne dans la liaison court-circuitée. Lorsque cette variation atteint le seuil prédéfini, l'optimiseur de puissance bascule d'un mode de fonctionnement à un autre.

Ce procédé est caractérisé en ce que l'indicateur prédéterminé comprend au moins le courant de court-circuit transitoire traversant la liaison court-circuitée et/ou la vitesse de variation transitoire de la tension de chaîne de cette liaison.

Ce procédé est également caractérisé en ce que l'optimiseur de puissance propose au moins deux modes de fonctionnement : un mode de sécurité où sa tension de sortie est constamment inférieure à sa tension d'entrée, et un mode de suivi de puissance où il optimise le fonctionnement du module photovoltaïque associé pour qu'il fonctionne à son point de puissance maximale.

Ce procédé est enfin caractérisé en ce que le mode de sécurité de l'optimiseur de puissance inclut au moins le plafonnement du rapport entre sa tension de sortie et sa tension d'entrée en dessous d'un rapport prédéfini. Le procédé décrit ci-dessus est caractérisé en ce que : l’optimiseur de puissance, utilisé comme alimentation à découpage, fournit la tension de sortie du module photovoltaïque auquel il est associé après conversion de tension continue ; le passage d’un mode de fonctionnement à un autre de l’optimiseur de puissance s’effectue par modification de la fréquence de commutation ou du rapport cyclique du signal de modulation de largeur d’impulsion (PWM) qui le pilote ; cette fréquence ou ce rapport cyclique est différent selon le mode de fonctionnement.

Le procédé décrit ci-dessus est également caractérisé en ce que : l’indice prédéterminé induit par le court-circuit de la tension de chaîne dans la liaison comprend également : le nombre statistique de courts-circuits de la tension de chaîne sur une période prédéfinie correspond au nombre attendu.

Le procédé décrit ci-dessus est également caractérisé en ce que : chaque optimiseur de puissance comporte une première et une seconde borne d’entrée connectées aux pôles positif et négatif d’un module photovoltaïque, ainsi qu’une première et une seconde borne de sortie fournissant une tension de sortie ; son condensateur de sortie est connecté entre ces deux bornes. Dans une liaison où plusieurs optimiseurs de puissance sont connectés en série, la deuxième borne de sortie de l'optimiseur précédent est reliée à la première borne de sortie du convertisseur de tension suivant. Les condensateurs de sortie des optimiseurs sont connectés en série, et la tension de chaîne fournie par la liaison est égale à la somme des tensions aux bornes de ces condensateurs.

Ce procédé est caractérisé par le fait qu'un interrupteur de commande est connecté entre la première borne de sortie du premier optimiseur de puissance du premier étage et la deuxième borne de sortie du dernier optimiseur. La coupure transitoire de la tension de chaîne est réalisée par déconnexion ou coupure rapide après activation de l'interrupteur de commande, toute connexion permanente étant interdite.

Ce procédé est également caractérisé par le fait que, lors d'une coupure transitoire, l'interrupteur de commande est activé pendant une durée déterminée, puis désactivé rapidement. Lorsque la variation de l'indicateur prédéterminé atteint le seuil défini et que la durée de cette variation correspond à la durée indiquée, l'optimiseur de puissance du mode de fonctionnement à activer effectue la commutation.

En fonctionnement normal,、

L'invention, à titre d'exemple non limitatif, décrit un procédé de commutation entre différents modes de fonctionnement d'un optimiseur de puissance d'un module photovoltaïque. Un groupe de batteries comprend plusieurs modules photovoltaïques connectés en série. Chaque module est équipé d'un optimiseur de puissance permettant la recherche du point de puissance maximale (MPPT). Les optimiseurs de puissance de chaque module d'un même groupe de batteries sont connectés en série pour former une liaison fournissant une tension de chaîne.

Le procédé comprend les étapes suivantes : court-circuiter transitoirement la tension de chaîne fournie par la liaison à laquelle appartient l'optimiseur de puissance du mode de fonctionnement à commuter, une ou plusieurs fois ; l'optimiseur de puissance du mode à commuter détecte la survenue d'un court-circuit transitoire et utilise ce court-circuit comme critère de commutation.

Ce procédé est caractérisé par le fait que la détection des courts-circuits transitoires repose sur la détection de la variation d'un indicateur prédéterminé induite par le court-circuit de la tension de chaîne. Lorsque la modification satisfait la condition de changement prédéfinie, l'optimiseur de puissance bascule d'un mode de fonctionnement à un autre.

La méthode décrite ci-dessus est caractérisée en ce que : l'indicateur prédéterminé comprend au moins le courant de court-circuit transitoire circulant dans la liaison transitoirement court-circuitée et/ou le taux de variation transitoire de la tension de chaîne de cette liaison.

La méthode décrite ci-dessus est caractérisée en ce que : le mode de fonctionnement de l'optimiseur de puissance comprend au moins : un mode de sécurité dans lequel la tension de sortie de l'optimiseur est constamment inférieure à la tension d'entrée ; et un mode de suivi de puissance dans lequel l'optimiseur de puissance amène le module photovoltaïque auquel il est associé à fonctionner à son point de puissance maximale.

La méthode décrite ci-dessus est caractérisée en ce que : le mode de sécurité de l'optimiseur de puissance comprend : le plafonnement du rapport entre la tension de sortie et la tension d'entrée à une valeur inférieure à un rapport de proportionnalité prédéfini. Le procédé décrit ci-dessus est caractérisé en ce que : la tension de sortie après conversion de tension continue est fournie par la sortie de l’optimiseur de puissance du module photovoltaïque, cet optimiseur étant utilisé comme alimentation à découpage ; le mode de commutation de l’optimiseur de puissance, permettant d’implémenter différents modes de fonctionnement, consiste à modifier la fréquence de commutation ou le rapport cyclique du signal de modulation de largeur d’impulsion (PWM) qui le pilote, de sorte que la fréquence ou le rapport cyclique de ce signal soit différent selon le mode de fonctionnement.

Le procédé décrit ci-dessus est également caractérisé en ce que : la détection des courts-circuits transitoires inclut la définition d’un nombre statistique de courts-circuits survenant dans la chaîne de cellules, sur une période prédéfinie, correspondant au nombre attendu.

Le procédé décrit ci-dessus est également caractérisé en ce que : chaque optimiseur de puissance comporte une première et une seconde entrée, connectées respectivement aux pôles positif et négatif d’un module photovoltaïque, ainsi qu’une première et une seconde sortie fournissant une tension de sortie ; son condensateur de sortie est connecté entre ces deux bornes. Dans une chaîne d'optimiseurs de puissance multi-étages connectés en série, la deuxième borne de sortie de l'optimiseur de puissance de l'étage précédent est reliée à la première borne de sortie du circuit de conversion de tension de l'étage suivant. Les condensateurs de sortie des optimiseurs de puissance multi-étages sont connectés en série, et la tension totale fournie par la chaîne est égale à la somme des tensions aux bornes de ces condensateurs.

Ce procédé est caractérisé par le fait qu'un interrupteur de commande est connecté entre la première sortie du premier optimiseur de puissance du premier étage et la deuxième sortie du dernier optimiseur de puissance de la chaîne. Pour simuler un court-circuit transitoire sur la tension de la chaîne, l'interrupteur de commande est activé puis désactivé rapidement.

Ce procédé est également caractérisé par le fait que la détection du court-circuit transitoire consiste à mesurer la variation d'un indice prédéterminé induite par le court-circuit sur la tension de la chaîne. et en activant l'interrupteur de commande pendant une durée déterminée, puis en le désactivant rapidement ; de sorte que lorsque la variation de l'indice prédéterminé atteint le seuil prédéfini et que la durée du court-circuit transitoire est égale à la durée déterminée, l'optimiseur de puissance bascule en mode de fonctionnement.

À titre d'exemple non limitatif, la présente demande décrit

Procédé de commutation permettant de connecter ou de déconnecter un composant photovoltaïque au sein d'un groupe de batteries, caractérisé en ce que : le groupe de batteries comprend plusieurs composants photovoltaïques connectés en série ; chaque composant photovoltaïque est équipé d'un interrupteur de connexion pour le raccorder au groupe de batteries et d'un interrupteur de déconnexion pour l'isoler du groupe de batteries ;

Le procédé comprend les étapes suivantes : court-circuiter transitoirement la tension du groupe de batteries auquel appartient le composant photovoltaïque à commuter, une ou plusieurs fois ; le processeur intégré au composant photovoltaïque à commuter détecte la survenue d'un court-circuit transitoire dans le groupe de batteries et utilise ce court-circuit pour décider de connecter ou de déconnecter le composant photovoltaïque du groupe de batteries.

Le procédé se caractérise par le fait que la détection du court-circuit transitoire consiste à mesurer la variation d'un indicateur prédéterminé induite par le court-circuit de la tension du groupe. Lorsque l'amplitude de variation atteint le seuil prédéfini, le composant photovoltaïque concerné passe d'un mode de connexion ou de déconnexion à un autre.

Ce procédé est caractérisé en ce que : l'indice prédéterminé inclut au moins le courant de court-circuit transitoire induit par le court-circuit transitoire et/ou le taux de variation transitoire de la tension de chaîne causé par ce court-circuit.

Ce procédé est également caractérisé en ce que : la détection du court-circuit transitoire inclut la vérification que : le nombre statistique de courts-circuits de la tension de chaîne survenus dans un intervalle de temps prédéfini correspond au nombre attendu.

Ce procédé est caractérisé en ce que : le module de commutation permettant la connexion ou la déconnexion de chaque composant photovoltaïque du groupe de batteries comprend : une première et une deuxième bornes d'entrée, ainsi qu'une première et une deuxième bornes de sortie ; les première et deuxième bornes d'entrée sont respectivement connectées aux pôles positif et négatif des composants photovoltaïques correspondants ; le commutateur de connexion est placé entre la première borne d'entrée et la première borne de sortie, ou entre la deuxième borne d'entrée et la deuxième borne de sortie. L'interrupteur de déconnexion est connecté entre la première et la deuxième borne de sortie. Lorsque les modules de commutation multi-étages sont connectés en série, la deuxième borne de sortie de chaque module est connectée à la première borne de sortie du module suivant. Ainsi, la tension totale fournie par le module est égale à la somme des tensions entre la première borne de sortie du premier module et la deuxième borne de sortie du dernier module.

Ce procédé se caractérise par le fait que, lorsque tous les modules photovoltaïques du groupe de batteries sont court-circuités par leurs interrupteurs de déconnexion respectifs, ou lorsqu'au moins une partie d'entre eux le sont, le module passe du mode de déconnexion au mode d'accès en générant une différence de potentiel sur le groupe de batteries et en y injectant un courant. Il revient en mode d'accès lorsque le processeur intégré au module détecte le courant injecté. Le procédé décrit ci-dessus est caractérisé en ce que : chaque module de commutation est couplé à un shunt pour détecter le courant injecté entre sa première sortie et la seconde sortie du module de commutation précédent ; ou chaque module de commutation est couplé à un shunt pour détecter le courant injecté entre sa seconde sortie et la première sortie du module de commutation suivant.

Le procédé décrit ci-dessus est caractérisé en ce que : chaque module photovoltaïque est équipé d'un condensateur de stockage d'énergie pour alimenter le processeur qui lui est dédié, et ce condensateur est chargé à partir du pôle positif du module photovoltaïque via une diode de transmission unidirectionnelle.

Le procédé décrit ci-dessus est caractérisé en ce que : un interrupteur de commande est couplé entre la première sortie du premier module de commutation du premier étage d'un système de modules de commutation multi-étages connectés en série et la seconde sortie du module de commutation du dernier étage ; la méthode de mise en œuvre d'un court-circuit transitoire sur la tension de chaîne fournie par le groupe de batteries consiste à activer puis désactiver rapidement l'interrupteur de commande. Le procédé décrit ci-dessus est caractérisé en ce que : la méthode de détection du court-circuit transitoire comprend la détection de la variation de l’indice prédéterminé induite par le court-circuit de la tension de chaîne ; et l’interrupteur de commande est activé pendant une durée indiquée.

d se déconnecte ensuite rapidement ; de sorte que lorsque la quantité de changement de l'indice prédéterminé est détectée pour répondre à la condition de changement prédéfinie et que la durée de l'événement de court-circuit transitoire est la même que le temps indiqué, le composant photovoltaïque à commuter effectuera la commutation de mode.