Des cellules sous bonne tension

L'énergie électrique fournie par le panneau solaire est cruciale pour avoir une voiture performante. Comme le DCDC qui convertit la tension des batteries en une tension plus basse pour l'électronique, on ne branche pas le panneau directement aux batteries. La raison en est d'abord que leur tension, bien que continue dans les deux cas, est parfois très différente. La seconde raison est qu'on peut optimiser la puissance que le panneau fournira.

On place donc un MPPT (Maximum Power Point Tracker), entre le panneau et les batteries. Comme son nom l'indique il fait varier la tension du panneau pour trouver en permanence la puissance maximale. Il s'agit donc d'un DCDC intelligent. Dans notre cas, on transmet la puissance des panneaux vers les batteries dont la tension est plus élevée.

Sur Hélios IV, le panneau est divisé en 3 zones reliée chacune à 1 MPPT, en particulier parce que l'inclinaison des modules est très différente entre l'avant et l'arrière de la voiture (plusieurs dizaines de degrés). Pour résumer, chaque zone est constituée de modules connectés en série, et chaque module est constitué de cellules également en série. La puissance de chaque zone est quasiment limitée par la cellule la moins performante. Il faut donc éviter qu'au sein d'une zone les cellules produisent une puissance trop différente.

Drivetek est une petite société suisse qui réalise des MPPTs performants et bien adaptés aux véhicules solaires pour leur puissance et leur masse (ils équipent même le bateau solaire PlanetSolar). En bleu sur le graphique, on place les différentes puissances que fournissent les 3 zones du panneau, obtenues par la simulation. Pour rappel, cette puissance dépend du lieu, du moment, de l'air, de la température et de l'orientation des cellules par rapport au Soleil. On voit comment le rendement de chaque MPPT dépend de la puissance fournie par chaque zone, et comment Drivetek a amélioré le rendement entre les versions 3 et 4 de son convertisseur.

A voir aussi: http://www.drivetek.ch/