OPTIMISATION OF MANAGEMENT STRATEGIES OF LEAD ACID BATTERIES USED IN PV SYSTEMS
Optimisation de stratégies de gestion des batteries au plomb utilisées dans les systèmes photovoltaïques
Résumé
Batteries used in photovoltaic systems are subjected to penalizing operating conditions due to the intermittency of the solar resource. Their effects may be reduced by the optimisation of energy management strategies. This study deals with the pulse charge of lead acid batteries, the most used ones for this application. The effects of this charge mode are shown both on experimental cells and commercial batteries. The influence of the parameters, frequency, duty cycle and charge factor, on the voltage profiles is precisely studied. In a second approach, a simplified model of the lead-acid battery is developed and experimentally validated after the analysis of its sensitivity to the adjustable parameters. It shows that transport phenomena in the electrolyte may be well described by a global characteristic time depending only on the state of charge. It accounts for the voltage response of the battery after adding the terms describing the non ideal behavior of the interfacial voltages.
Les batteries à usage photovoltaïque subissent des conditions opératoires pénalisantes liées à la non maîtrise de l'énergie disponible. Les effets peuvent en être minimisées par une stratégie de gestion optimisée. Cette étude concerne la recharge à courant pulsé des batteries au plomb, les plus utilisées dans ces systèmes. Les effets de cette recharge sont mis en évidence sur des cellules de laboratoire et sur des batteries commerciales. L'influence des paramètres fréquence, rapport cyclique et taux de charge sur les profils de tension est étudiée de manière précise. Dans une seconde approche, un modèle simplifié de la batterie au plomb a été développé et validé après analyse de sa sensibilité aux paramètres ajustables. Il décrit les phénomènes de transport dans l'électrolyte de manière globale par un temps caractéristique fonction de l'état de charge, et rend bien compte des réponses en tension de la batterie après introduction des termes de non idéalité dans les tensions interfaciales.
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