Chaîne de conversion éolienne et MPPT sous MATLAB/Simulink

Contexte

TP individuel de Master 1 MESI (module Énergie Renouvelable), encadré par le Pr Dominique Knittel. Une turbine entraîne une génératrice à courant continu qui débite sur une charge. Il fallait comparer trois commandes pour voir laquelle extrait le plus de puissance.

Ce que j'ai fait

• Branchement direct, pour retrouver la courbe Cp(λ) et le point de puissance maximale (environ 7,5 kW).
• Hacheur Boost avec un PI sur la tension de sortie, découpage à 10 kHz.
• MPPT Perturb & Observe, qui cherche seul le sommet de la courbe de puissance.
• Étude statique et dynamique de chaque cas.

Ce que j'ai remarqué et appris

• Plus la commande est intelligente, plus on extrait de puissance, sans toucher au matériel.
• Le Boost ne peut qu'élever la tension. Un Buck-Boost lèverait cette limite.

Mes erreurs

• Mon premier PI était trop agressif et oscillait. J'ai dû réduire fortement les gains.
• J'ai repris un code P&O photovoltaïque. Avec un Boost sur éolienne, il a fallu inverser les signes du pas.
• À très forte puissance, le modèle diverge, faute de dimensionnement des composants.

Résultats

• Cp ≈ 0,44 avec le MPPT, proche du maximum de la turbine.
• Environ 2,4 fois plus de puissance captée que la régulation seule.
• Sans régulation, un échelon de charge faisait varier la tension d'un facteur 31.

Stack technique