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Régulation photovoltaïque MLI

Le régulateur MLI a été conçu, vers la fin des années 1990, afin de lever l'inconvénient majeur des régulateurs "tout ou rien" vis-à-vis de la fin de charge. Sa valeur ajoutée est donc une fin de charge optimale avec un état de charge de 100% (au lieu de 75% pour le régulateur "tout ou rien").

Le régulateur MLI et en fait un hacheur qui abaisse la tension du champ photovoltaïque afin que celle-ci soit supportable par le parc de batteries notamment en fin de charge (à partir d'un état de charge de l'ordre de 70%). En début de charge, le régulateur MLI fonctionne comme le régulateur "tout-ou-rien".



Régulation MLI
1) Le champ photovoltaïque fournit une tension continue (qui varie en fonction des conditions climatiques). La plupart du temps, cette tension est supérieure à la tension maximale admissible par le parc de batteries.
Sur la figure ci-dessus, la tension fournie par le champ photovoltaïque ne permet de charger le parc de batteries (exemple d'un parc de 12 V).
2) Le régulateur MLI va dans un premier temps transformer la tension continue du champ photovoltaïque en un signal rectangulaire dont la valeur moyenne est compatible avec le parc de batteries.
Le profil de cette tension rectangulaire est ajusté en fonction de l'état de charge du parc de batteries et de la tension fournie par le champ photovoltaïque (celle-ci dépendant des conditions climatiques extérieures).
3) La tension rectangulaire précédente, bien que disposant d'une valeur moyenne entre 12 V et 14.4 V, n'est pas utile à la charge car elle vaut successivement 22 V et 0 V.
La technique (assez classique dans le domaine de l'électronique de puissance) consiste à lisser le signal rectangulaire autour de sa valeur moyenne, grâce à un ensemble de bobines et de condensateurs correctement calculés.
On obtient finalement une tension continue plus ou moins pure, permettant de réaliser la fin de charge du parc de batteries (ce que ne permettait pas le régulateur "tout ou rien").


Le processus de charge est illustré sur le schéma ci-après :
Points de fonctionnement électrique d'une batterie et d'un champ photovoltaïque, avec un régulateur MLI
Nous reprenons le même exemple que pour le régulateur "tout-ou-rien". En rouge sont représentées les caractéristiques courant-tension d'une batterie de 12 V pour différents état de charge. En bleu est représentée la caractéristique courant-tension d'un module photovoltaïque à 36 cellules.
Lorsque que la batterie est déchargée, le point de fonctionnement est indiqué par le numéro 1, à savoir une tension de 12 V et un courant de l'ordre de 4.9 A. Il s'agit de l'intersection entre la caractéristique de la batterie déchargée et celle du module photovoltaïque.

Puis au fur et à mesure que la batterie se charge, le point de fonctionnement évolue jusqu'au point 2 défini par une tension de 14.4 V et un courant de l'ordre de 4.8 A.

A ce stade, le régulateur tout-ou-rien déconnecte le champ photovoltaïque car la tension devient trop importante. Le régulateur MLI va, quant à lui, abaisser la tension du champ photovoltaïque afin de la maintenir à une valeur acceptable (ici 14.4 V maximum pour une batterie de 12 V).


Avantages Inconvénients
=> L'état de charge maximale (100 %) est atteignable. => Le coût du régulateur est plus élevé.
=> Le régulateur ne permet pas d'exploiter la totalité de la puissance photovoltaïque disponible.
=> La tension du champ photovoltaïque doit être compatible avec celle du parc de batteries.
Avantages / Inconvénients des régulateurs photovoltaïques MLI