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WO2010063913A2 - Dispositif d'alimentation électrique, et installation de commande d'un sectionneur incluant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif d'alimentation électrique, et installation de commande d'un sectionneur incluant un tel dispositif Download PDF

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Publication number
WO2010063913A2
WO2010063913A2 PCT/FR2009/052170 FR2009052170W WO2010063913A2 WO 2010063913 A2 WO2010063913 A2 WO 2010063913A2 FR 2009052170 W FR2009052170 W FR 2009052170W WO 2010063913 A2 WO2010063913 A2 WO 2010063913A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
converter
voltage
super
capacitor
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2009/052170
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English (en)
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WO2010063913A3 (fr
Inventor
Franck Guillon
Julien Schutz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dauphinoise de Constructions Electro Mecaniques SAS
Original Assignee
Dauphinoise de Constructions Electro Mecaniques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Dauphinoise de Constructions Electro Mecaniques SAS filed Critical Dauphinoise de Constructions Electro Mecaniques SAS
Publication of WO2010063913A2 publication Critical patent/WO2010063913A2/fr
Publication of WO2010063913A3 publication Critical patent/WO2010063913A3/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • 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
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the invention relates to the field of autonomous power supply devices, intended to supply energy to various electrical appliances. It finds a particular application for the supply of electromechanical equipment, and in particular disconnectors and other devices for cutting or reconfiguring electrical circuits.
  • the disconnectors may be located in areas where the low voltage power supply may be interrupted or nonexistent. However, it is essential to operate a disconnector that a power source is available to be able to move the moving parts, when the reconfiguration of a circuit is necessary.
  • Another solution is to use an electrical energy generation device operating from photovoltaic panels.
  • power sources that include a panel of photovoltaic cells converting solar energy into an electrical voltage, itself applied to the terminals of a storage battery.
  • a DC / DC converter provides a regulated voltage from the voltage at the terminals of the storage battery.
  • the object of the invention is to provide a solution which is easy to implement, which has a high reliability, and which allows a reasonable dimensioning of the storage battery, so as not to unreasonably increase the cost of storage. 'an installation.
  • the invention therefore relates to a power supply device for delivering a DC voltage to an electrical load.
  • this device comprises:
  • a storage battery connected to the terminals of the power source a DC / DC converter, whose input terminals are connected to the terminals of the storage battery and the output terminals are connected to the load.
  • this device is characterized in that it also comprises a super-capacitor whose terminals are connected to the output terminals of said converter, so that the super-capacitor is in parallel with the load.
  • the invention consists in using a super-capacitor which makes it possible to store energy during the phases in which the photovoltaic elements are active and produce energy.
  • this super-capacitor makes it possible to deliver the energy, and in particular the strong currents that are taken during the phases of consumption of the load.
  • the energy is provided, in a preferred manner, by the super-capacitor and not by the accumulator battery, which makes it possible to limit the wear of the latter over time.
  • the management of the converter located downstream of the storage battery makes it possible to isolate the accumulator battery from the charge so that the phases of consumption by the charge do not draw any current on the accumulator battery, which increases thus the life of the latter.
  • the number of charging and discharging cycles of a super-capacitor can be very high, of the order of several hundreds of thousands of cycles, without any real impact on the reliability of the installation.
  • the super capacitors have the advantage of being able to be discharged almost completely without modification of their electrical characteristics, while conversely, deep discharges imposed on the storage batteries inexorably cause the degradation of their electrical properties.
  • the storage battery can be dimensioned particularly reduced and optimized.
  • the DC / DC converter can be a voltage booster, allowing for example to use a standard battery of 12 volts, compatible with the most widespread photovoltaic panels, to generate a voltage generally of the order of 48 Volts, frequently used in electrical control devices, particularly disconnectors.
  • the device comprises an electronic control unit, ensuring the management of the operation of the converter.
  • This unit makes it possible in particular to activate the converter when the voltage across the super capacitor drops below a predetermined threshold.
  • the converter when the load has consumed energy that causes the voltage across the super-capacitor to have substantially decreased, the converter will start to recharge the super-capacitor. This recharging is done primarily directly from the photovoltaic panel when it is operational, or even from the battery when the photovoltaic panels are not in production situation.
  • the invention makes it possible to use low capacity storage batteries compared to traditional solutions. This low capacity is evaluated with respect to a capacity of the super-capacitor.
  • the power supply device may also include a device for regulating the charge of the battery from the photoelectric energy delivered by the photovoltaic power source.
  • a device for regulating the charge of the battery from the photoelectric energy delivered by the photovoltaic power source Such a system makes it possible in particular to avoid the overcharging of the storage battery when the photovoltaic panel continues to produce energy.
  • the capacity of the super-capacitor is typically greater than ten Farads, for a nominal voltage of 48 volts plus or minus 5%.
  • the invention relates to a control installation of an electrical disconnector including an electric motor actuating the movable members of the disconnector, and an electrical control unit ensuring the control of said motor.
  • This installation is characterized in that the motor and the electrical control unit are powered by a supply device as described above.
  • FIG. 1 which is a simplified electrical diagram showing the various main organs intervening in the invention
  • Figures 2 to 5 are diagrams similar to Figure 1, showing different phases of operation of the system.
  • the power supply device 1 comprises a photovoltaic panel 2, typically delivering a voltage of 12 volts with a nominal power of 20 watts.
  • This photovoltaic panel 2 is connected to a charge control device 3 or charger, whose output terminals 4, 5 are connected to terminals 6 and 7 of an accumulator battery 8.
  • This battery has a nominal voltage of the order of 12 volts, and a capacity of about 12 amperes / hour.
  • a static DC / DC converter 10 At the terminals 6, 7 of the battery 8 is connected a static DC / DC converter 10.
  • the input terminals 11, 12 of the converter are therefore directly connected to the output terminals 4, 5 of the charger 3, so that the converter 10 is powered directly by the photovoltaic panel 2, when the latter is operational.
  • the output terminals 13, 14 of the static converter 10 are connected to the terminals 20,
  • This load is, in the case of a disconnector control installation, constituted by the electric motor ensuring the movement of the moving parts of the disconnector, and the electronic control unit controlling the motor.
  • the motors conventionally used for the control of disconnectors operate at nominal voltages of 48 volts, but the invention is in no way limited to these values, nor even to the nominal values of 12 volts stated for the photo panel voltaic and the storage battery.
  • a super-capacitor 30 is arranged in parallel with the load 1, between the output terminals 13, 14 of the converter 10.
  • An electronic control unit 38 provides supervision and management of the entire power supply device. Thus, this control unit manages the voltage converter 10, and the management of the charge controller device 3.
  • the actuation of the feeding device is as follows.
  • the photovoltaic panel 2 supplies the storage battery 8 with a suitable current I B , controlled by the converter 3 by means of a remote control 38.
  • This current I B is limited to avoid damaging the battery charge.
  • the device 3 charge controller monitors the charge of the battery 8 to prevent overload and degradation of the latter.
  • the charge control device 3 interrupts the charging of the battery.
  • the load 20 when the load 20 is in operation, it consumes a current I I which is only supplied by the supercapacitor 30, the converter 10 being controlled so as not to deliver current and in particular not to pick it up. on the storage battery 8.
  • I I current which is only supplied by the supercapacitor 30, the converter 10 being controlled so as not to deliver current and in particular not to pick it up. on the storage battery 8.
  • the duration of the phases of consumption by the load in the application to the control of disconnector motors, is relatively low, of the order of a few seconds, at worst a few dozens of seconds. During these phases, the current consumed on the supercapacitor may be of relatively high intensity.
  • the converter 10 After one cycle of operation of the load 20, the converter 10 is used to recharge the super-capacitor 30. This recharging can be done either from the energy produced by the photovoltaic panel 2, or even more steadily by the storage battery 8, whose availability is permanent.
  • the converter 10 draws a calibrated current of low intensity compared to that taken by the load 20 (at the voltage rise ratio near the converter 10).
  • the recharging phase of the super-capacitor 30 is therefore performed in a longer time than the operation of the load 20, but largely compatible with the respective periods of use.
  • the static converter 10 makes it possible to increase the output voltage of the battery in order to deliver to the super-capacitor a higher voltage, corresponding to the rated operating voltage of the load.
  • This converter 10 is managed by the control unit 38 whose role is to correctly maintain the charge of the super-capacitor, and prevent its degradation, in particular by excessive overload.
  • the control unit 38 also operates a charge management of the super-capacitor. Thus, it can be done only if the battery charge level (or the voltage level) is sufficient, which makes it possible to guard against a possible discharge of the battery which could lead, if the level discharge was too important, to damage or even destroy the battery.
  • This system thus also allows to protect the battery by the management via the control unit 38, the load or not the super-capacitor depending on the voltage level of the battery.
  • the load 22 When the load 22 has consumed an energy which makes the super-capacitor's electrical charge fall below a predetermined threshold, and in the absence of sunlight, it is the accumulator battery 8 which supplies the supercapacitor with the appropriate management of the up-converter 10.
  • the super-capacitor 30 provides power to the load, particularly for high current demands.
  • the device according to the invention allows to use a battery of relatively low capacity, thus having a lower weight and reduced cost.
  • the strong currents are provided by the supercapacitor, the battery undergoes a lower wear over time, and thus sees its increased lifetime, typically a multiplicative factor greater than 3.
  • the number of charge and Sudden discharge by the super-capacitor can reach several hundreds of thousands without degradation of its electrical properties, and thus itself excessive consumption on the accumulator battery.

Landscapes

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

Abstract

Dispositif d'alimentation (1) destiné à délivrer une tension continue à une charge (22), comportant : - une source d'énergie photovoltaïque (2), - une batterie d'accumulateurs (8) reliée aux bornes de sortie (4,5) de la source photovoltaïque (2), - un convertisseur continu/continu (10) dont les bornes d'entrée (11, 42) sont connectées aux bornes (6, 7) de la batterie d'accumulateurs (8), et les bornes de sortie (13, 14) sont connectées à la charge (22), caractérisé en ce qu'il comprend également un super-condensateur (30) dont les bornes sont connectées aux bornes de sortie (13, 14) du convertisseur (10), en parallèle sur la charge (22).

Description

DISPOSITIF D'ALIMENTATION ELECTRIQUE, ET INSTALLATION DE
COMMANDE D'UN SECTIONNEUR INCLUANT UN TEL DISPOSITIF
Domaine technique
L'invention se rattache au domaine des dispositifs d'alimentation électrique autonomes, destinés à alimenter en énergie divers appareils électriques. Elle trouve une application particulière pour l'alimentation d'appareillages électromécaniques, et en particulier des sectionneurs et autres organes de coupure ou de reconfïguration de circuits électriques.
Ainsi, dans la suite de la description, l'invention sera décrite plus en détail dans l'application de la commande de sectionneur, mais elle couvre d'autres applications fonctionnant sur le même principe.
Techniques antérieures
De façon générale, les sectionneurs peuvent être implantés dans des zones où l'alimentation électrique en basse tension peut être interrompue, ou inexistante. Il est toutefois indispensable pour manoeuvrer un sectionneur qu'une source d'énergie soit disponible pour pouvoir assurer le mouvement des pièces mobiles, lorsque la reconfiguration d'un circuit est nécessaire.
Diverses solutions peuvent être envisagées pour bénéficier d'une source d'énergie autonome, et ce avec des degrés de souplesse d'utilisation variable. Ainsi, l'emploi de groupes électrogènes peut être envisagé, pour produire une énergie électrique à partir d'un moteur thermique. Toutefois, l'alimentation en carburant et la gestion de ce dernier pose des problèmes de logistique évidents. En outre, de telles solutions ne sont pas envisageables dans certaines conditions climatiques.
Une autre solution consiste à utiliser un dispositif de génération d'énergie électrique fonctionnant à partir de panneaux photovoltaïques. Ainsi, de façon classique, il existe des sources d'alimentation qui comportent un panneau de cellules photovoltaïques convertissant l'énergie solaire en une tension électrique, elle-même appliquée aux bornes d'une batterie d'accumulateurs. Un convertisseur statique continu/continu permet de délivrer une tension régulée à partir de la tension présente aux bornes de la batterie d'accumulateurs.
Cette solution présente toutefois des inconvénients dans la mesure où les batteries d'accumulateurs sont fortement sollicitées dans les cas de consommation importante. Or, dans le cas de commande de sectionneurs, les courants prélevés sur la batterie sont importants pendant de très courtes durées correspondant aux phases de mouvement des organes mobiles. Le reste du temps, les batteries ne sont pas sollicitées.
Par conséquent, les solutions envisageables ce jour nécessitent un surdimensionnement des batteries qui est préjudiciable économiquement. A l'inverse, un sous-dimensionnement des batteries conduit inévitablement à une usure prématurée de celles-ci, qui provoque des coûts de maintenance importants.
On a décrit dans le document « A stand-alone photovoltaic supercapacitor battery hybrid energy storage System » POWER ELECTRONICS AND MOTION CONTROL CONFERENCE, 2008, EPE-PEMC 2008. 13 TH, IEEE, PISCAT AWAY, NJ, USA, un système combiné, dans lequel un panneau photovoltaïque délivre une énergie au travers d'un premier convertisseur. Un deuxième convertisseur connecté en sortie de ce premier assure la recharge d'une batterie d'accumulateurs et d'un super-condensateur. Le problème avec ce type de configuration est que les courants consommés par la charge transitent au travers de ce second convertisseur avec des impacts sur le dimensionnement des composants de ce dernier.
L'objectif de l'invention est de fournir une solution qui soit facile à mettre en œuvre, qui présente une grande fiabilité, et qui permette un dimensionnement raisonnable de la batterie d'accumulateurs, afin de ne pas augmenter de façon déraisonnable le coût d'une installation.
Exposé de l'invention
L'invention concerne donc un dispositif d'alimentation destiné à délivrer une tension continue à une charge électrique. De façon classique, ce dispositif comporte :
" une source d'énergie photovoltaïque,
" une batterie d'accumulateurs connectés aux bornes de la source d'énergie, " un convertisseur continu/continu, dont les bornes d'entrée sont connectées aux bornes de la batterie d'accumulateurs et les bornes de sortie sont connectés à la charge.
Conformément à l'invention, ce dispositif se caractérise en ce qu'il comporte également un super-condensateur, dont les bornes sont connectées aux bornes de sortie dudit convertisseur, de sorte que le super-condensateur se trouve en parallèle de la charge.
Autrement dit, l'invention consiste à utiliser un super-condensateur qui permet de stocker de l'énergie pendant les phases où les éléments photovoltaïques sont actifs et produisent de l'énergie. Ainsi, ce super-condensateur permet de délivrer l'énergie, et en particulier les forts courants qui sont prélevés lors des phases de consommation de la charge. De la sorte, l'énergie est fournie, de façon privilégiée, par le super-condensateur et non par la batterie d'accumulateurs, ce qui permet de limiter l'usure de cette dernière dans le temps. La gestion du convertisseur situé en aval de la batterie d'accumulateurs permet d'isoler la batterie d'accumulateurs de la charge pour éviter que les phases de consommation par la charge ne tirent un quelconque courant sur la batterie d'accumulateurs, ce qui augmente ainsi la durée de vie de cette dernière.
En outre, le nombre de cycles de charge et de décharge d'un super-condensateur peut être très élevé, de l'ordre de plusieurs centaines de milliers de cycles, sans réelle incidence sur la fiabilité de l'installation.
Les supers condensateurs présentent l'avantage de pouvoir être déchargés de façon quasi complète sans modification de leurs caractéristiques électriques, alors qu'à l'inverse, des décharges profondes imposées aux batteries d'accumulateurs provoquent inexorablement la dégradation de leurs propriétés électriques.
Ainsi, grâce à l'invention, la batterie d'accumulateurs peut-être dimensionnée de façon particulièrement réduite et optimisée. En pratique, le convertisseur continu/continu peut être un convertisseur élévateur de tension, permettant par exemple d'utiliser une batterie standard de 12 Volts, compatibles avec les panneaux photovoltaïques les plus répandus, afin de générer une tension globalement de l'ordre de 48 Volts, fréquemment employée dans les dispositifs de commande électrique, de sectionneurs en particulier.
Avantageusement en pratique, le dispositif comporte une unité de commande électronique, assurant la gestion du fonctionnement du convertisseur. Cette unité permet en particulier d'activer le convertisseur lorsque la tension aux bornes du super- condensateur passe en dessous d'un seuil prédéterminé.
Autrement dit, lorsque la charge a consommé une énergie qui fait que la tension aux bornes du super-condensateur a diminuée substantiellement, le convertisseur se met en fonctionnement pour assurer la recharge du super-condensateur. Cette recharge se fait prioritairement directement à partir du panneau photo voltaïque lorsque celui-ci est opérationnel, ou bien encore à partir de la batterie d'accumulateurs lorsque les panneaux photovoltaïques ne sont pas en situation de production.
En pratique, l'invention permet d'utiliser des batteries d'accumulateurs de faible capacité par rapport aux solutions traditionnelles. Cette faible capacité s'évalue par rapport à une capacité du super-condensateur.
Ainsi, en pratique, on privilégie les dimensionnements dans lesquels le rapport C x U / K est supérieur à 40 pour lesquels : " C est la capacité du super-condensateur exprimé en Farads,
" U est la tension nominale de sortie du convertisseur continu, exprimé en
Volts ; " K est la capacité de la batterie d'accumulateurs, exprimé en Ampère : heure.
Avantageusement en pratique, le dispositif d'alimentation peut comporter également un organe assurant la régulation de la charge de la batterie à partir de l'énergie photoélectrique délivrée par la source d'énergie photovoltaïque. Un tel système permet en particulier d'éviter la surcharge de la batterie d'accumulateurs lorsque le panneau photovoltaïque continue à produire de l'énergie. En pratique, la capacité du super-condensateur est typiquement supérieure à la dizaine de Farads, pour une tension nominale de 48 Volts plus ou moins 5 %.
Comme déjà évoqué, l'invention concerne une installation de commande d'un sectionneur électrique incluant un moteur électrique actionnant les organes mobiles du sectionneur, et une unité de commande électrique assurant la commande dudit moteur.
Cette installation se caractérise en ce que le moteur et l'unité de commande électrique sont alimentés par un dispositif d'alimentation tel que décrit ci-avant.
Description sommaire des figures
La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées dans lesquelles : la figure 1 qui est un schéma électrique simplifié montrant les différents organes principaux intervenant dans l'invention ; les figures 2 à 5 sont des schémas analogues à la figure 1, montrant différentes phases de fonctionnement du système.
Manière de réaliser l'invention
Comme on le peut le voir sur la figure 1, le dispositif d'alimentation 1 comprend un panneau photovoltaïque 2, délivrant typiquement une tension de 12 Volts avec une puissance nominale de 20 Watts. Ce panneau photovoltaïque 2 est relié à un dispositif de régulation de charge 3 ou chargeur, dont les bornes de sortie 4, 5 sont connectées aux bornes 6 et 7 d'une batterie d'accumulateur 8.
Cette batterie présente une tension nominale de l'ordre de 12 Volts, et une capacité de l'ordre de 12 Ampère/heure.
Aux bornes 6, 7 de la batterie 8, est connecté un convertisseur statique continu/continu 10. Les bornes d'entrée 11, 12 du convertisseur sont donc directement reliées aux bornes de sortie 4, 5 du chargeur 3, de sorte que le convertisseur 10 est alimenté directement par le panneau photovoltaïque 2, lorsque ce dernier est opérationnel. Les bornes de sortie 13, 14 du convertisseur statique 10 sont reliées aux bornes 20,
21 de la charge 22. Cette charge est, dans le cas d'une installation de commande de sectionneur, constituée du moteur électrique assurant le mouvement des pièces mobiles du sectionneur, et l'unité de commande électronique assurant la commande de ce moteur.
De façon classique, les moteurs classiquement utilisés pour la commande des sectionneurs fonctionnent sous les tensions nominales de 48 Volts, mais l'invention n'est en aucun cas limitée à ces valeurs, ni même aux valeurs nominales de 12 Volts énoncés pour le panneau photo voltaïque et la batterie d'accumulateurs.
Conformément à l'invention, un super-condensateur 30 est disposé en parallèle de la charge 1, entre les bornes de sortie 13, 14 du convertisseur 10.
Une unité de commande électronique 38 assure la supervision et la gestion de l'ensemble du dispositif d'alimentation. Ainsi, cette unité de commande assure la gestion du convertisseur de tension 10, et ainsi que la gestion du dispositif régulateur de charge 3.
L'actionnement du dispositif d'alimentation est le suivant.
Comme illustré à la figure 2, lorsque le système est au repos, c'est-à-dire que la charge 20 ne consomme pas d'énergie, et que les panneaux photovoltaïques 2 ne sont pas opérationnels, par exemple à cause d'une trop faible luminosité, aucun courant ne circule au travers des convertisseurs 3 et 10, et la charge se maintient aux bornes de la batterie 8 et du super-condensateur 30.
Comme illustré à la figure 3, en présence d'énergie lumineuse le panneau photovoltaïque 2 alimente la batterie d'accumulateurs 8 par un courant IB approprié, contrôlé par le convertisseur 3 au moyen d'une télécommande 38. Ce courant IB est limité pour ne pas endommager la charge de la batterie.
Plus précisément, le dispositif 3 de régulateur de charge assure la surveillance de la charge de la batterie 8 pour éviter toute surcharge et toute dégradation de cette dernière. Ainsi, dans le cadre de production d'énergie par le panneau photovoltaïque alors que la batterie 8 est déjà correctement chargée, le dispositif de régulation de charge 3 interrompt la charge de la batterie.
Comme illustré à la figure 4, lorsque la charge 20 est en fonctionnement, elle consomme un courant II qui est uniquement fourni par le super-condensateur 30, le convertisseur 10 étant commandé pour ne pas délivrer de courant et en particulier ne pas en prélever sur la batterie d'accumulateurs 8. Il est à noter que la durée des phases de consommation par la charge, dans l'application à la commande de moteurs de sectionneurs, est relativement faible, de l'ordre de quelques secondes, au pire quelques dizaines de secondes. Lors de ces phases, les courant consommés sur le supercondensateur peuvent être d'intensité relativement élevée.
Après un cycle de fonctionnement de la charge 20, le convertisseur 10 est utilisé pour assurer la recharge du super-condensateur 30. Cette recharge peut se faire soit à partir de l'énergie produite par le panneau photovoltaïque 2, soit encore de manière plus constante par la batterie d'accumulateurs 8, dont la disponibilité est permanente. Le convertisseur 10 prélève un courant calibré, de faible intensité comparé à celui qui est prélevé par la charge 20 (au rapport d'élévation de tension près du convertisseur 10). La phase de recharge du super-condensateur 30 s'effectue donc en un temps plus long que celui du fonctionnement de la charge 20, mais largement compatible avec les durées d'utilisation respectives.
Par ailleurs, le convertisseur statique 10 permet d'augmenter la tension de sortie de la batterie afin de délivrer au super-condensateur une tension plus élevée, correspondant à la tension nominale de fonctionnement de la charge.
Ce convertisseur 10 est géré par l'unité de commande 38 dont le rôle est de maintenir correctement la charge du super-condensateur, et éviter sa dégradation, en particulier par une surcharge excessive. L'unité de commande 38 opère également une gestion de la charge du super-condensateur. Ainsi, celui-ci ne peut se faire que si le niveau de charge de la batterie (ou le niveau de tension) est suffisant, ce qui permet de se prémunir d'une décharge éventuelle de la batterie ce qui pourrait conduire, si le niveau de décharge était trop important, à endommager, voire détruire la batterie. Ce système permet donc aussi de protéger la batterie par la gestion via l'unité de contrôle 38, de la charge ou non du super-condensateur en fonction du niveau de tension de la batterie.
Lorsque la charge 22 a consommé une énergie qui fait descendre la charge électrique du super-condensateur en dessous d'un seuil prédéterminé, et en l'absence de soleil, c'est la batterie d'accumulateur 8 qui alimente le super-condensateur par la gestion appropriée du convertisseur élévateur 10. Autrement dit, le super-condensateur 30 assure l'alimentation de la charge, en particulier pour les fortes demandes de courant.
De la sorte, ce qui précède que le dispositif conforme à l'invention permet d'utiliser une batterie d'accumulateur de relativement faible capacité, présentant donc un poids moindre et un coût réduit. De même, puisque les forts courants sont fournis par le supercondensateur, la batterie subit une moindre usure dans le temps, et voit donc sa durée de vie accrue, typiquement d'un facteur multiplicatif supérieur à 3. En outre, le nombre de charge et décharge subit par le super-condensateur peut atteindre plusieurs centaines de milliers sans dégradation de ses propriétés électriques, et donc lui-même de consommation excessive sur la batterie d'accumulateur.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Dispositif d'alimentation (1) destiné à délivrer une tension continue à une charge (22), comportant : " une source d'énergie photovoltaïque (2),
" une batterie d'accumulateurs (8) reliée aux bornes de sortie (4,5) de la source photovoltaïque (2),
" un convertisseur continu/continu (10) dont les bornes d'entrée (11, 42) sont connectées aux bornes (6, 7) de la batterie d'accumulateurs (8), et les bornes de sortie (13, 14) sont connectées à la charge (22), caractérisé en ce qu'il comprend également un super-condensateur (30) dont les bornes sont connectées aux bornes de sortie (13, 14) du convertisseur (10), en parallèle sur la charge (22).
2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur (10) continu/continu est élévateur de tension.
3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de commande électronique (28) assurant la gestion du fonctionnement du convertisseur (10).
4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur (10) est activé lorsque la tension aux bornes du super-condensateur (30) passe en dessous d'un seuil prédéterminé.
5/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport C.U/K est supérieure 40, où :
• C a la capacité du super-condensateur (30), exprimé en Farad ; " U est la tension nominale de sortie du convertisseur (10), exprimé en Volt ; " K est la capacité de la batterie d'accumulateurs (8), exprimée en Ampère. heure,
6/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (3) assurant la régulation de la charge de la batterie d'accumulateur (8) à partir de l'énergie électrique délivrée par la source d'énergie photovoltaïque (2). 11 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capacité du supercondensateur (30) est supérieure à 10 Farads, pour une tension nominale de 48 Volts, +/-
5%.
8/ Installation de commande d'un sectionneur, incluant un moteur électrique actionnant les organes mobiles du sectionneur, et une unité de commande électrique assurant la commande dudit moteur, caractérisé en ce que ledit moteur et ladite unité de commande électronique sont alimentés par un dispositif selon les revendications 1 à 7.
PCT/FR2009/052170 2008-12-01 2009-11-10 Dispositif d'alimentation électrique, et installation de commande d'un sectionneur incluant un tel dispositif Ceased WO2010063913A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104024968A (zh) * 2011-11-04 2014-09-03 Zbb能源公司 用于为可再生能源进行电力转换的系统和方法
US9618953B2 (en) 2011-08-30 2017-04-11 Hitachi, Ltd. System stabilization system
KR20170104477A (ko) * 2014-12-15 2017-09-15 타이코 파이어 앤 시큐리티 게엠베하 자립형 에너지 채취 시스템

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107040188B (zh) * 2017-04-13 2018-09-11 三峡大学 一种光伏励磁的风光互补发电装置
FR3075510B1 (fr) * 2017-12-19 2021-01-15 Renault Georges Ets Outil electromecanique portatif comportant un moteur alimente par un ensemble de condensateurs charges par au moins une batterie
CN114268118B (zh) * 2021-12-20 2024-01-23 安徽农业大学 多组混合储能系统多状态协同一致性控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2729005A1 (fr) * 1994-12-28 1996-07-05 Schneider Electric Sa Dispositif electrique de commande d'ouverture et de fermeture d'un interrupteur ou d'un disjoncteur

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"A stand-alone photovoltaic supercapacitor battery hybrid energy storage system", POWER ELECTRONICS AND MOTION CONTROL CONFERENCE, 2008

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9618953B2 (en) 2011-08-30 2017-04-11 Hitachi, Ltd. System stabilization system
CN104024968A (zh) * 2011-11-04 2014-09-03 Zbb能源公司 用于为可再生能源进行电力转换的系统和方法
KR20170104477A (ko) * 2014-12-15 2017-09-15 타이코 파이어 앤 시큐리티 게엠베하 자립형 에너지 채취 시스템
CN107810586A (zh) * 2014-12-15 2018-03-16 泰科消防及安全有限公司 自给型能量采集系统
KR102577170B1 (ko) 2014-12-15 2023-09-08 타이코 파이어 앤 시큐리티 게엠베하 자립형 에너지 채취 시스템

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