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Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire



  1. #1
    mostvag

    Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire


    ------

    Bonjour,

    voila mon problème :
    je dois optimiser la charge de quatre ultracondensateurs en série avec un panneau solaire de très faible puissance (usage académique). La tension qui permet cela se trouve autours de 12.5 à 13 V, et je dois trouver un moyen de forcer cette tension.

    je ne vois pas vraiment quel sorte de circuit il faut utiliser, quelqu'un pourrait m'aider ?

    merci d'avance !

    -----

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  3. #2
    gcortex

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Salut,

    1 Des condos en série c'est pas réglementaire car tu divise la capacité, çà prend beaucoup de place et tu n'es pas sur qu'à long terme la tension reste la meme dans chaque condo

    2 Un paneau solaire étant une source de courant, tu peux le brancher directement sur un condo qui supporte la tension à vide

  4. #3
    gcortex

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Sinon pour une puissance de 2 ou 3 watts, pour fixer la
    tension max à 12,7V utilise une zener et un 2N3055 ou
    un autre NPN avec radiateur comme cela :
    (si ton paneau fourni plus de 14V)
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  5. #4
    invite03481543

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Salut,

    mostvag place ses ultra-capa en série car ces composants n'existent qu'en très faible tension de service (1~3V grand max).

    Dans les véhicules électriques, des montages série/parallèle existent pour concurencer les batteries, il n'y a aucun problème à faire des associations de ce type dès l'instant que l'on respecte certaines règles d'équilibrages.
    Dernière modification par HULK28 ; 14/02/2007 à 09h29.

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  8. #5
    gcortex

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Bjr Hulk,
    détrompe toi, j'en ai récupéré 2 de 5,5V...

  9. #6
    mostvag

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    j'avais pensé à utiliser un convertisseur DC/DC. Non seulement, il faudrait qu'il soit «commandable».

    Au début, lorsque que les condos sont vides, je voudrais fixer une tension de 1V, et aller chercher un courant beaucoup plus grand que si la tension était déjà à 12V. Progressivement, à mesure que les condos se chargent, augmenter la tension aux borne via le convertisseur.

    Quelqu'un aurait une idée de la faisabilité ? Y a-t-il un problème que je ne vois pas ?


    P.S. En ce qui converne les condensateurs, ils ont été mis en série sur veroboard par les techniciens ici. C'est une contrainte que j'ai et je ne peux pas décider d'en placer en parallèle...


    Merci à vous tous de votre aide !

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  11. #7
    invite03481543

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    Bjr Hulk,
    détrompe toi, j'en ai récupéré 2 de 5,5V...
    Je doute quand même que ce soit ce qu'on appelle des ultra condensateurs à cette tension.
    Par construction ces composants ne peuvent excéder les 3V.
    Tout au plus des condensateurs de grande capacité ce qui n'est pas tout à fait pareil compte tenu des valeurs en Farad et surtout technologiquement parlant.

    Ultra capa: de 10F à 1000F

    Condensateur: jusqu'à 2~3F

    Voici un lien qui résume la différence:

    http://www.axeonpower.com/supercaps.htm

    Cordialement.
    Dernière modification par HULK28 ; 15/02/2007 à 01h32.

  12. #8
    invite03481543

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Un exemple d'ultra capa pour les applications automobiles:

    900F/2,5V
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  13. #9
    invite03481543

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Citation Envoyé par mostvag Voir le message
    j'avais pensé à utiliser un convertisseur DC/DC. Non seulement, il faudrait qu'il soit «commandable».

    Au début, lorsque que les condos sont vides, je voudrais fixer une tension de 1V, et aller chercher un courant beaucoup plus grand que si la tension était déjà à 12V. Progressivement, à mesure que les condos se chargent, augmenter la tension aux borne via le convertisseur.
    Quelqu'un aurait une idée de la faisabilité ? Y a-t-il un problème que je ne vois pas ?

    Je ne comprend rien à ce que tu nous dis là.
    Dernière modification par HULK28 ; 15/02/2007 à 01h42.

  14. #10
    invite03481543

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Un panneau solaire est un générateur de courant naturel et un supercondensateur est un générateur de tension une fois chargé.

    L'énergie que tu vas emmagasiner dans les supercapas sera issue du panneau, donc je ne vois pas où se situe ton problème, tu ne pourras pas charger plus vite tes supercapas par une quelconque manip tension/courant.

  15. #11
    mostvag

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    ah, voila mon problème. peut-être es-ce possible d'un quelconque autre façon (accelerer la charge des condos).

    merci de votre intérêt

  16. #12
    gcortex

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Bjr à tous,
    Si Hulk, contrairement à une batterie, avec des condos on peut optimiser la charge
    Faudrait travailler à puissance constante...

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  18. #13
    mostvag

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Précision :

    les condos : 2.5 F , 5.3 V
    (quatre en série)

  19. #14
    invite03481543

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    Bjr à tous,
    Si Hulk, contrairement à une batterie, avec des condos on peut optimiser la charge
    Faudrait travailler à puissance constante...
    Ton panneau fixe naturellement le courant selon le niveau d'éclairement appliqué sur les cellules, le courant max est égal au courant de court-circuit de la cellule, je ne vois pas comment tu peux injecter plus.

  20. #15
    gcortex

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Pour augmenter le courant c'est simple, on baisse la tension avec un hacheur en début de charge (conservation de la puissance)

  21. #16
    invite03481543

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    Pour augmenter le courant c'est simple, on baisse la tension avec un hacheur en début de charge (conservation de la puissance)
    En début de charge le condensateur est vide donc Vc=0, on peut imaginer ensuite une charge à puissance constante mais ça va être compliqué, une cellule a une caractéristique non linéaire et qui plus est varie avec le niveau d'ensoleillement.
    Je doute de l'efficacité d'un tel dispositif par rapport à une charge en mode tampon.
    Mais je ne demande qu'a être convaincu gcortex.
    As-tu un schéma a proposer?

  22. #17
    gcortex

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Salut Hulk !
    Non pas de schéma : effectivement il y a un pb pour que le hacheur demande la meme puissance que celle qui est dispo...

    çà vaut pas la peine de se casser la tete pour une "très faible puissance"

  23. #18
    PA5CAL

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Bonjour

    Le fait de pouvoir charger la batterie d'ultracondensateurs est très envisageable, mais pas pendant tout le temps de charge.

    En effet, quand la tension des ultracondensateurs est nulle ou très faible, une charge à puissance constante reviendrait à produire un courant énorme. Il faut dont limiter le courant pendant cette phase.

    Ensuite, quand la tension des ultracondensateurs devient plus importante, on peut effectivement charger dans des conditions équivalente à une puissance constante : on maintient la tension du panneau solaire fixe et on débite le maximum de courant.

    Au final, quand les ultracondensateurs sont chargés, on se contente de réguler leur tension.


    J'ai déjà été amené à concevoir, il y a une vingtaine d'années, un régulateur pour un véhicule solaire dont une partie des fonctionnalités étaient celles-ci.

    J'avais opté à l'époque pour un convertisseur de type "Buck" (pour des raisons liées aux autres fonctionnalités du régulateur), avec en entrée une capa de forte valeur qui assurait une conversion courant->tension de l'énergie provenant du panneau solaire. La tension d'entrée était 1,5 à 2 fois celle de sortie. Cet appareil avait plusieurs modes de régulation en fonction des conditions électriques de la source et de la charge, parmi lesquelles (par ordre de priorité décroissante) :
    - limitation du courant de sortie
    - limitation de la tension de sortie
    - maintien d'une tension d'entrée minimale
    Je ne citerai pas les autres, car ça n'entrerait pas dans le cadre du sujet de ce fil.

    La solution est donc en fait très simple dans le principe... Même si elle était un peu compliquée à régler dans le détail. Car il faut dire qu'à l'époque, l'électronique de puissance n'étaient pas aussi avancées que maintenant (les IGBT du commerce n'étaient encore pas très fiables, et les transistors MOS de puissance faisaient tout juste leur apparition sur le marché), il n'y avait pas autant de circuits intégrés spécialisés, et les systèmes pilotés par microcontrôleurs n'étaient pas aussi simples à mettre en oeuvre non plus.
    Dernière modification par PA5CAL ; 16/02/2007 à 09h11.

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  25. #19
    PA5CAL

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Ceci dit, je ne pense pas que cela donne grand chose si l'on utilise un panneau solaire de trop faible puissance.

    Cette puissance risque d'être presque totalement absorbée par les pertes fixes du régulateur, et on perdrait tout le bénéfice d'un tel dispositif.

  26. #20
    PA5CAL

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Voici grosso-modo l'allure du courant et de la tension du panneau (Ie, Ue) et de la batterie d'ultracapacités (Is, Us) au cours de la charge avec un tel dispositif.
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  27. #21
    invite03481543

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Salut PA5CAL,

    pour un petit panneau on peut considérer que le courant de court-circuit sera malgré tout faible et les supercapas pourront largement supporter cela, ce qui évite de se préoccuper de cette phase de la charge.
    Finalement on se retrouve en mode tampon avec le panneau, il suffit juste de surveiller la tension de fin ce charge.
    @+

  28. #22
    PA5CAL

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Quand on branche directement le panneau sur la batterie d'ultracapas, le problème ne se pose pas.

    Mais par contre avec un régulateur à découpage, ça peut devenir dangereux pour ses éléments de commutation (diode et transistor) si on n'impose pas une limitation, puisque lorsque la tension de sortie est nulle (ou très faible) on charge la bobine du hacheur sans pouvoir la décharger (ou très peu). Il ne faut pas perdre de vue qu'à ce niveau, ce n'est plus le panneau solaire qui fournit le courant, mais la capa d'entrée du hacheur (c'est justement ce qui permet d'augmenter le courant de sortie au-delà du courant maxi du panneau solaire).

  29. #23
    invite03481543

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    On est bien d'accord.

  30. #24
    mostvag

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    bonjour tout le monde et merci de votre intérêt,

    j'ai finalement réussi ce que je voulais faire avec un ''buck converter''. malgré que mon panneau ne pousse que 100 mW à puissance max (vous pouvez bien rire ), mes super-condos se chargent beaucoup plus vite.

    j'utilise un oscillateur qui envoie un signal carré. les largeurs de bande sont ajustables. Celui-ci active ou désactive le transistor. lorsqu'il est désactivé, le condo en parallèle avec la source courant (panneau solaire) se charge. pendant ce temps, l'inductance se vide dans les super-condos. lorsqu'il est activé, bien ça continu de se charger

    à un moment donné, lorsque les super-condos ont accumulés assez de charges, le circuit devient pas mal inutile.

    -->fait à remarquer<--, il n'est pas toujours avantageux de travailler à puissance max. la grosse difficulté est de concevoir un circuit qui ajuste automatiquement la largeur de bande qui maximise le courant en sortie (on ajuste celle-ci avec deux potentiomètres reliés au circuit intégré)

    MERCI À TOUS de vos commentaires
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  32. #25
    PA5CAL

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Bravo ! Super !

    Peux-tu rentrer un peu dans les détails de ta réalisation ?

    - Quel type de transistor utilises-tu ?
    - A quelle fréquence haches-tu le courant ?
    - Comment ajustes-tu le rapport cyclique de l'oscillateur lors de la charge ?

  33. #26
    mostvag

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Salut,

    pour l'instant j'utilise un timer/oscillateur 555. l'ajustement du ''duty cycle'' se fait avec deux potentiomètres, ce qui n'est pas très pratique. je vais le remplacer par un TL494 (circuit de commande d'impulsion-largeur-modulation). on verra bien ce que ça donne...

    en ce qui concerne la fréquence de hachage, je crois qu'elle n'est pas si cruciale ; j'opère de 10k à 20kHz, mais ce qui importe, c'est vraiment le ratio des largeurs de bande.

    Le transistor est un mosfet IRF710 ; mais ça marche aussi bien avec des bipolaires (2N3904)

  34. #27
    zeroeva1

    Re : Optimisation, charge de condensateurs avec un panneau solaire

    Bonjour , je viens de voir ton schema concernant la charge de t surpercondo pck moi aussi je le meme probleme avec mon panneaux solaire et je voudrais bien realise ton schema pr voir c que ca poura donne donc si tu peu me donné un peux plus de details concernant la bobine et quelle type de diode et du cote de la source je vu un petit condo c de l'ordre de combien????

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