WO2016071622A1 - Procédé de valorisation de l'énergie d'un module électrique autonome pour l'alimentation de charges principales et secondaires - Google Patents

Procédé de valorisation de l'énergie d'un module électrique autonome pour l'alimentation de charges principales et secondaires Download PDF

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WO2016071622A1
WO2016071622A1 PCT/FR2015/052957 FR2015052957W WO2016071622A1 WO 2016071622 A1 WO2016071622 A1 WO 2016071622A1 FR 2015052957 W FR2015052957 W FR 2015052957W WO 2016071622 A1 WO2016071622 A1 WO 2016071622A1
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electrical
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energy
electrical module
module
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PCT/FR2015/052957
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Inventor
Thomas Samuel
Raphael BAILLOT
Dominique Boudaud
Gaël ENAUD
Original Assignee
Sunna Design
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries

Definitions

  • the present invention relates to the field of the electrical supply of equipment by autonomous electrical modules comprising an electronic card controlling the energy of one or more photovoltaic cells and one or more batteries recharged by said photovoltaic cells and supplying a load primary and / or secondary load (s) connected to the module.
  • the invention is however not limited to the aforementioned main load, and also applies to other main loads powered by the electrical module whose size varies according to the supply of energy to supply.
  • It also relates to equipment incorporating this electrical module connected to one or more secondary loads such as a stepper motor driving an advertising billboard, one or more USB ports for charging mobile phones, a panel cleaning module. photovoltaic module, a communication module for synchronizing one or more main load electrical modules, or a remote monitoring system.
  • secondary loads such as a stepper motor driving an advertising billboard, one or more USB ports for charging mobile phones, a panel cleaning module.
  • photovoltaic module a communication module for synchronizing one or more main load electrical modules, or a remote monitoring system.
  • the invention is however not limited to the abovementioned secondary charges, and also applies to other secondary charges supplied by the electrical module, the size of which varies according to the supply of energy to be supplied.
  • United States Patent US7791313 discloses a selection circuit configured to select a DC power source and a plurality of batteries for an electronic device.
  • the selection circuit is responsive to an output signal from an associated power management unit.
  • the selection circuit is further configured to allow parallel operation of two or more of the batteries.
  • the selection circuit can also independently verify power conditions, improve power supply security and battery life, for example by preventing, between two batteries coupled in parallel, a current flow between a battery pack. high potential and a low potential battery.
  • the selection circuit can also independently verify power conditions, improve power supply security and battery life, for example by preventing, between two batteries coupled in parallel, a current flow between a battery pack. high potential and a low potential battery.
  • patent application WO 2012090709 discloses a power control apparatus for restricting the output of a plurality of distributed power systems to control the total output power, allowing execute this output restriction more appropriately.
  • the power control apparatus is configured such that a priority is established for each of a plurality of distributed power systems connected to an electrical network.
  • the output of each of the plurality of distributed power systems is restricted so that the total output of the plurality of distributed power systems does not exceed one threshold value, i.e. the output of the plurality of distributed power systems is restricted one by one, starting from a power supply system having a low priority until completion a state such that the total output does not exceed the threshold value.
  • the outlets are each assigned a priority level and when management is required, the system operates to enable / disable the outputs by changing the priority level.
  • certain devices or outlets in a chain of outlets remain active under the control of the auxiliary power supply, even when the output is turned off.
  • the Chinese utility model CN 203352226 relates to a solar multi-stage switching control charging device which includes a solar cell output detector, a multi-stage switching control device, a plurality of control groups. solar charge and storage battery.
  • the input end of the output sensor of the solar cell is connected to the output end of a solar battery
  • the output end of the output sensor of the solar cell is connected to the output end of the multi-stage switching control unit and controls the operation of the plurality of charge control groups and the battery of solar storage.
  • the multi-stage charging by the utility model solar switching control device can effectively reduce the overall energy consumption of the photovoltaic solar power generation system, can improve the efficiency and can extend the service life of the photovoltaic solar power system.
  • solar system Photovoltaic power generation can effectively reduce the overall energy consumption of the photovoltaic solar power generation system, can improve the efficiency and can extend the service life of the photovoltaic solar power system.
  • the utility model CN 203205969 relates to a multi-energy and multi-mode uninterruptible power supply based on a CAN bus and provides a back-up power supply which can realize the information sharing between the modules, supports the hot plug and is easy to expand the system.
  • the multi-energy and multi-mode uninterruptible power supply based on the CAN bus is characterized in that the power supply is composed of an intelligent control module, a display module, a load module, a group accumulators, an inversion module, a solar energy conversion module, a wind energy conversion module, a signal detection module and a fast switching device.
  • a communication network is constituted by means of a CAN bus.
  • the intelligent control module is the main control unit and represents the highest priority.
  • the system structure based on the CAN bus may take the form of a hot connection of adding or reducing the modules of the system.
  • a user extends the system according to the geographical location and the selection of the respective request.
  • a backup module can be added to a base module.
  • the object of the present invention is to overcome this disadvantage by allowing a rationalization of the consumption and a great flexibility of the electrical module.
  • the electrical module comprises at least one autonomous and renewable source of energy, not connected to an electrical network, and a plurality of outlets for the supply of external electrical charges and optionally at least one electric charge. internal. It further comprises an electronic circuit for controlling each of said outputs according to a predetermined priority law, said priority law being a function of the instantaneous nature of said charges, of the instantaneous state of said source of energy and predetermined prioritization parameters.
  • said module comprises at least one photovoltaic cell associated with an electronic circuit for limiting the current.
  • said module further comprises at least one electrical reversible energy storage means.
  • said module comprises a plurality of electrical reversible energy storage means, of different natures.
  • it comprises an electrical circuit for characterizing each of the charges connected to each of said outputs.
  • the module comprises an electrical circuit for characterizing each of the charges connected to each of said outlets, for example by analyzing its electrical signature and the micro-disturbances occurring during its activation.
  • said control law is furthermore a function of a time sequence.
  • said control law is furthermore dependent on an external event.
  • said control law is also a function of the nature of the batteries and the charge profile.
  • said control law is also a function of solar irradiance.
  • the module further comprises buffer energy storage means (inverse peltier, flywheel, ).
  • buffer energy storage means inverse peltier, flywheel, .
  • the module comprises means of limiting the cumulative consumption to preserve a reserve of energy.
  • the module includes a set of photovoltaic cells (1) and a set of batteries (2).
  • An electronic charge controller circuit (3) controls the current transmitted by the photovoltaic cells (1) to the battery (2) on the one hand, and to a load distribution circuit (4) on the other hand.
  • This load distribution circuit (4) controls the outputs (10 to 14) according to priority rules explained below, and taking into account in particular the state of charge of the battery pack (2) on the one hand and the instantaneous level of irradiance on the other hand, as well as the nature of the loads connected to the outlets (10 to 14).
  • the principle of the invention resides in the method of priority control of the energy of an autonomous electrical module for supplying one or more loads, whether primary or secondary, to guarantee availability of energy supply service without interruption.
  • the method manages its priority level from the maximum values of four levels:
  • Consumption the power demand by the primary and / or secondary load (s), definition of priority orders, consumption profile (reference curve (s)) from the desired autonomy and the choice to consume in day and / or in night depending on the type of main or secondary load.
  • a cost criterion (Qualified in $ / Wh or $ / min or $ .m 2 / W) of the service
  • the cost of service criterion can be evaluated on the basis of at least one of the following factors:
  • TCO Total Cost of Ownership
  • the estimated solar irradiance (cost to the user more expensive during periods of low irradiance and conversely on a day with high irradiance).
  • said primary and secondary loads can be powered directly by photovoltaic cells regardless of the solar irradiance provided.
  • this mode can be triggered according to the following two life situations:
  • Non-full battery Results of a trend analysis of the solar irradiance from the variation of the hourly load rate (% / h) calculated over a day time, over a predefined number of previous days. Depending on the sign of this variation (positive or negative), its absolute value, as well as the value of the state of charge at the beginning of the day, a partial or total authorization of this mode can be triggered.
  • the consumption stops at the detection of the night made from a threshold voltage of the photovoltaic module or a variation (positive or negative) of a differential voltage often measured on the negative line of the photovoltaic module.
  • the control method integrates the notion of recovery of energy lost by one or more embodiments of the electronic card controlling the energy between said photovoltaic cells, said battery cells and said main load.
  • the valorization of this energy can make it possible to feed one or more secondary loads, whose service / operation must not be interrupted.
  • energy recovery can be used to power a cooling system of one or more batteries to ensure safety and avoid any risk of thermal runaway on storage technologies such as lithium.
  • a secondary charge can be characterized in that it concerns in the form of an active cooling solution to enable the life of the electrical module to be preserved.
  • the storage of the energy produced can be characterized in that it relates to several independent reservoirs (batteries and / or other storage technologies of the hydrogen battery type), the prioritization of the modes of charge and discharge is managed according:
  • an embodiment of the electronic card resides in limiting the current delivered by the photovoltaic module when the battery is fully charged.
  • This mode is called by those skilled in the art, maintenance charge or balancing load. This mode makes sense when several accumulators are connected together in series to form the battery module. In this case, the capacity of the battery module will have the capacity of the lowest battery. To overcome this native technological dispersion of each element (capacitance and internal resistance under polarization), the maintenance charge mode makes it possible, from a very low current level, to rebalance the accumulators between them to offer the assurance to have 100% energy (state of charge - SOC - 100%) in the battery module.
  • Pto aie Total electric power (W)
  • P cs Electrical power called by the secondary load (W)
  • the secondary charge can be an active charge of cooling solution of the battery or an external module as explained in the field of the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un module électrique comportant au moins une source d'énergie autonome et renouvelable, non reliée à un réseau électrique, et une pluralité de sorties pour l'alimentation de charges électriques extérieures et optionnellement au moins une charge électrique interne et comportant un circuit électronique pour le pilotage de chacune desdites sorties en fonction d'une loi de priorité prédéterminée, ladite loi de priorité étant une fonction de la nature instantanée desdites charges, de l'état instantané de ladite source d'énergie et de paramètres de priorisation prédéterminés.

Description

PROCEDE DE VALORISATION DE L'ENERGIE D'UN MODULE ELECTRIQUE AUTONOME POUR L'ALIMENTATION DE CHARGES PRINCIPALES ET SECONDAIRES
Domaine technique de 1 ' invention
La présente invention concerne le domaine de l'alimentation électrique d'équipements par des modules électriques autonomes comprenant une carte électronique pilotant l'énergie d'une ou plusieurs cellules photovoltaïques ainsi qu'une ou plusieurs batteries rechargées par lesdites cellules photovoltaïques et alimentant une charge principale et/ou une ou plusieurs charge(s) secondaire ( s ) connectée(s) au module.
Elle concerne des équipements intégrant ce module électrique connecté à une charge principale telle qu'un système d'éclairage LED.
L'invention n'est toutefois pas limitée à la charge principale susvisée, et s'applique également à d'autres charges principales alimentées par le module électrique dont le dimensionnement varie en fonction de la fourniture d'énergie à approvisionner.
Elle concerne également des équipements intégrant ce module électrique connecté à une ou plusieurs charges secondaires telles qu'un moteur pas à pas pilotant un panneau d'affichage publicitaire, un ou plusieurs ports USB permettant la recharge de téléphones portables, un module de nettoyage du panneau photovoltaïque , un module de communication permettant de synchroniser un ou plusieurs modules électriques à charge principale, ou encore un système de surveillance à distance.
L'invention n'est toutefois pas limitée aux charges secondaires susvisées, et s'applique également à d'autres charges secondaires alimentées par le module électrique dont le dimensionnement varie en fonction de la fourniture d'énergie à approvisionner . État de la technique
Le brevet américain US7791313 décrit un circuit de sélection configuré pour sélectionner une source de courant continu et une pluralité de batteries pour un dispositif électronique .
Le circuit de sélection est sensible à un signal de sortie à partir d'une unité de gestion de puissance associé.
Le circuit de sélection est en outre configuré pour permettre le fonctionnement en parallèle de deux ou de plusieurs des batteries.
Le circuit de sélection peut également vérifier de manière indépendante des conditions d'alimentation, améliorer la sécurité d'alimentation et la durée de vie de la batterie par exemple en empêchant, entre deux batteries couplées en parallèle, un flux de courant entre une batterie à potentiel élevé et une batterie à faible potentiel. Le circuit de sélection peut également vérifier de manière indépendante des conditions d'alimentation, améliorer la sécurité d'alimentation et la durée de vie de la batterie par exemple en empêchant, entre deux batteries couplées en parallèle, un flux de courant entre une batterie à potentiel élevé et une batterie à faible potentiel.
Un autre document de l'art antérieur, la demande de brevet WO 2012090709, décrit un appareil de commande de puissance destiné à restreindre la sortie d'une pluralité de systèmes d'alimentation électrique répartie afin de commander la puissance de sortie totale, permettant d'exécuter cette restriction de sortie de manière plus appropriée. L'appareil de commande de puissance est configuré de façon à ce qu'une priorité soit établie pour chacun des systèmes d'une pluralité de systèmes d'alimentation électrique répartie connectés à un réseau électrique. De plus, la sortie de chacun des systèmes de la pluralité de systèmes d'alimentation électrique répartie est restreinte de façon à ce que la sortie totale de la pluralité de systèmes d'alimentation électrique répartie ne dépasse pas une valeur de seuil, c'est-à-dire que la sortie de la pluralité de systèmes d'alimentation électrique répartie est restreinte une par une, en partant d'un système d'alimentation électrique ayant une basse priorité jusqu'à la réalisation d'un état tel que la sortie totale ne dépasse pas la valeur de seuil.
La demande Internationale WO 2009060321 décrit une solution de gestion d'un réseau électrique en contrôlant les prises de courant individuelles par rapport à un lieu.
Les points de vente sont affectés chacun un niveau de priorité et lorsque la gestion est nécessaire, le système fonctionne pour activer / désactiver les sorties en changeant le niveau de priorité. Dans un mode de réalisation, certains dispositifs ou certains points de vente dans une chaîne de points de vente, restent actifs sous le contrôle de l'alimentation auxiliaire, même lorsque la sortie est désactivée.
Le modèle d'utilité chinois CN 203352226 se rapporte à un dispositif de charge de commande de commutation à plusieurs étages solaire qui comprend un détecteur de sortie de la cellule solaire, un dispositif de commande de commutation à plusieurs étages, une pluralité de groupes de commande de charge et de la batterie de stockage solaires.
L'extrémité d'entrée du détecteur de sortie de la cellule solaire est reliée à l'extrémité de sortie d'une batterie solaire
L'extrémité de sortie du détecteur de sortie de la cellule solaire est reliée à l'extrémité de sortie de l'unité de commande de commutation à plusieurs étages et commande le fonctionnement de la pluralité de groupes de commande de charge et de la batterie de stockage solaire.
Le chargement à plusieurs étages par le dispositif de commande de commutation solaire du modèle d'utilité peut efficacement réduire la consommation globale d'énergie du système à production d'énergie solaire photovoltaïque, peut améliorer l'efficacité et peut prolonger la durée de vie du système solaire de production d'énergie photovoltaïque .
Le modèle d'utilité CN 203205969 concerne une alimentation multi-énergies et multi-mode sans coupure basée sur un bus CAN et fournit 1 ' alimentation de secours qui peut réaliser le partage d'informations entre les modules, soutient le branchement à chaud et est facile à l'expansion du système.
L'alimentation multi-énergies et multi-mode non interruptible sur la base du bus CAN est caractérisée en ce que l'alimentation électrique est composée d'un module de contrôle intelligent, un module d'affichage, un module de charge, un groupe d'accumulateurs, un module d'inversion, un module solaire de conversion d'énergie, un module de conversion d'énergie éolienne, un module de détection de signal et un dispositif de commutation rapide .
Tous les modules sont commandés d'un seul tenant.
Un réseau de communication est constitué au moyen d'un bus CAN. Le module de contrôle intelligent est l'unité de commande principale et représente la plus haute priorité.
Le partage d'informations de tous les modules, la coordination et la gestion uniforme sont réalisées.
La structure du système basée sur le bus CAN peut adopter la forme d'une connexion à chaud consistant à ajouter ou à réduire les modules du système. Un utilisateur effectue l'extension du système en fonction de la situation géographique et la sélection de la demande respective. Un module de secours peut être ajouté à un module de base.
Inconvénients des solutions de l'art antérieur
Les différentes solutions de l'art antérieur sont figées et ne s'adaptent pas aux évolutions des charges et des sources d'énergie. Elles se limitent généralement à activer ou désactiver certaines charges.
Solution apportée par l'invention Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en permettant une rationalisation de la consommation et une grande flexibilité du module électrique.
A cet effet, le module électrique selon l'invention comporte au moins une source d'énergie autonome et renouvelable, non reliée à un réseau électrique, et une pluralité de sorties pour l'alimentation de charges électriques extérieures et optionnellement au moins une charge électrique interne. Il comporte en outre un circuit électronique pour le pilotage de chacune desdites sorties en fonction d'une loi de priorité prédéterminée, ladite loi de priorité étant une fonction de la nature instantanée desdites charges, de l'état instantané de ladite source d'énergie et de paramètres de priorisation prédéterminés .
Avantageusement, ledit module comprend au moins une cellule photovoltaïque associée à un circuit électronique de limitation du courant. De préférence, ledit module comprend en outre au moins un moyen électrique de stockage réversible d'énergie.
Selon une variante, ledit module comprend une pluralité de moyens électriques de stockage réversible d'énergie, de natures différentes.
Selon une autre variante, il comporte un circuit électrique de caractérisation de chacune des charges raccordée à chacune desdites sorties.
Selon un mode de réalisation particulier, le module comporte un circuit électrique de caractérisation de chacune des charges raccordée à chacune desdites sorties, par exemple par l'analyse de sa signature électrique et des micro-perturbations se produisant lors de son activation. Selon une variante, ladite loi de commande est en outre fonction d'une séquence temporelle. Selon une autre variante, ladite loi de commande est en outre fonction d'un événement extérieur.
Selon une autre variante, ladite loi de commande est en outre fonction de la nature des batteries et du profil de charge.
Selon un mode de réalisation avantageux, ladite loi de commande est en outre fonction de l'irradiance solaire.
De préférence, le module comporte en outre un moyen de stockage tampon d'énergie (Peltier inverse, volant d'inertie,...).
Selon une autre variante avantageuse, le module comporte des moyens de limitation de la consommation cumulée pour préserver une réserve d'énergie.
Principe de l'invention et description de modes non limitatifs
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit se référant à la figure annexée correspondant à un exemple non limitatif de réalisation d'un module selon 1 ' invention .
Le module intègre un ensemble de cellules photovoltaïques (1) et un ensemble de batteries (2). Un circuit électronique régulateur de charge (3) commande le courant transmis par les cellules photovoltaïques (1) à la batterie (2) d'une part, et à un circuit répartiteur de charge (4) d'autre part.
Ce circuit répartiteur de charge (4) commande les sorties (10 à 14) selon des règles de priorité exposées ci-après, et prenant en compte notamment l'état de charge de l'ensemble de batteries (2) d'une part et du niveau instantané d'irradiance solaire d'autre part, ainsi que la nature des charges raccordées aux sorties (10 à 14).
Le principe de l'invention réside dans le procédé de pilotage par priorité de l'énergie d'un module électrique autonome pour alimenter une ou plusieurs charges, qu'elles soient principales ou secondaires, pour garantir une disponibilité de service de fourniture d'énergie sans interruption.
Selon une première variante, le procédé gère son niveau de priorité à partir des valeurs maximum de quatre niveaux :
Stockage : énergie disponible dans la batterie (capacité) Production : énergie produite quotidiennement (puissance crête )
Consommation : puissance appelée par la ou les charges principales et/ou secondaires, définition des ordres de priorité, profil de consommation (courbe(s) de référence) à partir de l'autonomie désirée et du choix de consommer en jour et/ou en nuit en fonction du type de charge principale ou secondaire.
Un critère de coût (Qualifié en $/Wh ou $/min ou $.m2/W) du service
Selon une seconde variante, le critère de coût du service peut être évalué à partir d'au moins un des facteurs suivants :
- Du type de charge : principale ( s ) ou secondaire ( s )
De l'impact environnemental (C02) :
■ De la ou les charges qu'elles soient principales ou secondaires (tarif baissé sur des applications qui ont une empreinte écologique forte)
■ Du module électrique en tant que tel (fonction de sa durée de vie, recyclabilité, ...)
Des aspects sociaux et éthiques :
■ De la ou les charges qu'elles soient principales ou secondaires (tarif abaissé sur des applications qui contribuent indirectement à améliorer des conditions de vie, de travail, création d'emplois, développement économique,...)
■ Du module électrique en tant que tel (fonction de sa durée de vie, recyclabilité, ...)
- Du TCO (Total Cost of Ownership) du module électrique et de ses charges principales et/ou secondaires
De 1 ' irradiance solaire estimée (coût pour l'utilisateur plus cher lors de périodes à faible irradiance et inversement sur une journée à forte irradiance).
Selon un mode de réalisation particulier, lesdites charges principales et secondaires peuvent être alimentées directement par cellules photovoltaïques quelle que soit 1' irradiance solaire prévue. Dans ce cas, ce mode peut se déclencher selon les deux situations de vie suivantes :
Batterie pleine (déclenchement automatique en plein jour) : Détection de fin de charge de ladite batterie détectée avant la fin du jour
Batterie non pleine : Résultats d'une analyse de tendance de 1 ' irradiance solaire à partir du de la variation du taux de charge horaire (%/h) calculé sur une durée de jour, sur un nombre de jours précédents prédéfini. Selon le signe de cette variation (positive ou négative), sa valeur absolue, ainsi que la valeur de l'état de charge en début de jour, une autorisation partielle ou totale de ce mode pourra être déclenchée .
Dans cette situation de vie, la consommation s'arrête à la détection de la nuit réalisée à partir d'une tension seuil du module photovoltaïque ou d'une variation (positive ou négative) d'une tension différentielle souvent mesurée sur la ligne négative du module photovoltaïque.
De préférence, le procédé de pilotage intègre la notion de valorisation de l'énergie perdue par un ou plusieurs modes de réalisation de la carte électronique pilotant l'énergie entre lesdites cellules photovoltaïques , lesdits éléments de batterie et ladite charge principale. La valorisation de cette énergie pourra permettre d'alimenter une ou plusieurs charges secondaires, dont le service/fonctionnement ne doit pas être interrompu. En outre, la valorisation de l'énergie pourra permettre d'alimenter un système de refroidissement d'une ou plusieurs batteries pour assurer la sécurité et éviter tout risque d'emballement thermique sur les technologies de stockage comme le lithium. Selon une troisième variante, une charge secondaire peut être caractérisée en ce qu'elle concerne sous la forme d'une solution de refroidissement actif pour permettre de préserver la durée de vie du module électrique. Selon une quatrième variante, le stockage de l'énergie produite peut être caractérisé en ce qu'il concerne en plusieurs réservoirs indépendants les uns des autres (batteries et/ou autres technologies de stockage de type batterie à hydrogène) dont la priorisation des modes de charge et de décharge est gérée en fonction :
du type de charges installées sur le module,
d'une séquence temporelle prédéfinie en usine,
d'un événement ou d'un comportement issu du mode opérationnel, Du type de technologie de batterie dont la durée de vie et les performances en conditions opérationnelles peuvent différer
(supercapacité : charge décharge rapides mais faible capacité, batterie à hydrogène...) .
Grâce à la duplication des zones de stockage de l'énergie dans le module, cette configuration présente deux avantages principaux :
- une meilleure capacité du module à rester fonctionnel lors d'une éventuelle défaillance de l'un desdits réservoirs : les autres réservoirs prendront le relais pour assurer un service minimal du produit
— la possibilité de préserver dans l'un des réservoirs l'énergie suffisante pour activer des actions prioritaires lors d'une quelconque défaillance : diagnostic de panne et alerte en local ou déclenchement à distance d'une procédure de maintenance. Ainsi l'impact sur la fourniture d'énergie sera limité.
Exemple non limitatif de valorisation de l'énergie
Dans un système photovoltaïque tel que défini par le module électrique, un mode de réalisation de la carte électronique réside dans la limitation du courant délivré par le module photovoltaïque lorsque la batterie est pleinement chargée.
Ce mode est appelé par l'homme du métier, charge d'entretien ou charge d'équilibrage. Ce mode a du sens lorsque plusieurs accumulateurs sont reliés entre eux en série pour former le module batterie. Dans ce cas, la capacité du module batterie aura la capacité de l'accumulateur la plus faible. Pour pallier à cette dispersion technologique native de chaque élément (capacité et résistance interne sous polarisation), le mode de charge d'entretien permet, à partir d'un très faible niveau de courant, de rééquilibrer les accumulateurs entre eux pour offrir l'assurance d'avoir 100% d'énergie (état de charge — SOC — de 100%) dans le module batterie.
L'utilisation de ce mode impose de limiter fortement le courant délivré par la source photovoltaïque, ce qui provoque des pertes électriques très importantes perdues inutilement par effet Joule. Dans le contexte de ce mode, l'idée est double :
- Soit réaliser une limitation de courant à partir de l'alimentation de la charge secondaire. Ainsi, le bilan de puissance électrique peut se représenter sous la forme donnée par l'équation 1.
P totale = PcS + PlC
Pto aie : Puissance électrique totale (W) Pcs : Puissance électrique appelée par la charge secondaire (W)
PLC : Puissance électrique appelée par le limiteur de courant (W)
La charge secondaire peut être une charge de solution active de refroidissement de la batterie ou un module externe comme explicité dans le domaine de l'invention.
Soit utiliser deux matériaux différents en créant, à partir du gradient de température entre la température ambiante (partie
« froide » ) et la chaleur dissipée par effet Joule sur le limiteur ( « partie chaude » ) , un effet thermionique pour alimenter une charge secondaire.

Claims

Revendications
1 — Module électrique comportant au moins une source d'énergie autonome et renouvelable, non reliée à un réseau électrique, et une pluralité de sorties pour l'alimentation de charges électriques extérieures et optionnellement au moins une charge électrique interne
caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électronique pour le pilotage de chacune desdites sorties en fonction d'une loi de priorité prédéterminée, ladite loi de priorité étant une fonction de la nature instantanée desdites charges, de l'état instantané de ladite source d'énergie et de paramètres de priorisation prédéterminés. 2 - Module électrique selon la revendication principale caractérisé en ce que ledit module comprend au moins une cellule photovoltaïque associée à un circuit électronique de commande . 3 - Module électrique selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit module comprend en outre au moins un moyen électrique de stockage réversible d'énergie.
4 - Module électrique selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit module comprend une pluralité de moyens électriques de stockage réversible d'énergie, de natures différentes .
5 - Module électrique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électrique de caractérisation de chacune des charges raccordée à chacune desdites sorties.
6 - Module électrique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électronique de caractérisation de chacune des charges raccordée à chacune desdites sorties.
7 - Module électrique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite loi de commande est en outre fonction d'une séquence temporelle.
8 - Module électrique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite loi de commande est en outre fonction d'un événement extérieur.
9 - Module électrique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite loi de commande est en outre fonction de la nature des batteries et du profil de charge.
10 - Module électrique selon l'une au moins des revendications 2 à 9 caractérisé en ce que ladite loi de commande est en outre fonction de l'irradiance solaire.
11 - Module électrique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de stockage tampon d'énergie. 12 - Module électrique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de limitation de la consommation cumulée pour préserver une réserve d'énergie.
PCT/FR2015/052957 2014-11-03 2015-11-03 Procédé de valorisation de l'énergie d'un module électrique autonome pour l'alimentation de charges principales et secondaires WO2016071622A1 (fr)

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Citations (3)

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