Résumé:
La transition vers les énergies renouvelables est cruciale pour atténuer les défis environnementaux et énergétiques actuels. Les systèmes photovoltaïques (PV) jouent un rôle central dans cette transition, mais leur efficacité est souvent limitée par la nature intermittente de l'énergie solaire et les contraintes liées au stockage par batteries. Cette thèse explore deux approches pour améliorer la performance des systèmes PV en abordant le défi du stockage d'énergie.
Elle s’organise en cinq chapitres, offrant une étude détaillée sur les technologies photovoltaïques, des systèmes de stockage et des approches de gestion de l'énergie. Le premier chapitre est une revue des avancées en matière de cellules photovoltaïques, il présente les différents types de centrales solaires et effectue une analyse des techniques permettant d’améliorer le rendement des systèmes PV. Le chapitre suivant détaille les constituants des systèmes PV et propose une modélisation mathématique des principaux composants, notamment des solutions hybrides de stockage de l’énergie.
Au cours du troisième chapitre, une multitude de stratégies de commande et de contrôle du flux d’énergie sont explorées pour mieux optimiser la gestion des systèmes de stockage hybride. Le quatrième chapitre introduit deux solutions au problème de stockage concernant la gestion de l’énergie : une pour un système autonome avec stockage hybride contrôlé par un régulateur FOPI-PSO et une pour un centre de tri des déchets en Algérie utilisant un système connecté au réseau sans stockage. Ces solutions sont simulées dans diverses conditions afin d’en évaluer la performance.
Le cinquième chapitre présente les résultats des simulations pour les deux stratégies proposées, soulignant les gains d’efficacité et identifiant les limites des solutions développées. La première stratégie, basée sur un système autonome avec stockage hybride optimisé par un contrôleur FOPI-PSO, a démontré des améliorations notables en stabilité et en réactivité face aux variations de la demande et de l’ensoleillement. La seconde stratégie, un système connecté au réseau simulé avec PVsyst pour un centre de tri des déchets, confirme que les installations PV peuvent répondre efficacement aux besoins énergétiques, tout en réduisant la dépendance aux batteries.
En conclusion, la principale contribution de cette thèse est de démontrer que les systèmes photovoltaïques, optimisés par des stratégies de gestion spécifiques, non seulement améliorent l’efficacité énergétique mais ils participent à une diminution notable des rejets de CO2, ce qui soutient les buts et les objectifs globaux de la transition énergétique. Les perspectives de recherche futures incluent des validations expérimentales, l'intégration de l’apprentissage automatique, et des optimisations multi-objectifs pour garantir une gestion énergétique plus durable et performante
