Combler l'écart entre l'énergie solaire et les batteries

En 2016, Solar Impulse 2 est entré dans l'histoire en devenant le premier avion à énergie solaire à faire le tour du monde. L'avion devait voler à une vitesse comprise entre 48 et 97 km/h et réaliser le tour en 16 mois, bien que le temps passé dans les airs ait été considérablement inférieur. Cet avion monoplace devait monter jusqu'à 29 000 pieds pendant la journée pour recharger les batteries, pour ensuite doucement redescendre à environ 5 000 pieds pendant la nuit pour économiser l'énergie des batteries. Solar Impulse 2 était doté de 17 000 cellules solaires et affichait une envergure supérieure à celle d'un Boeing 747. Les batteries représentaient à peu près un quart du poids de l'avion. ¹

Les vols commerciaux à énergie solaire sont encore loin d'être une réalité, mais l'énergie solaire est de plus en plus utilisée comme source d'énergie pour les applications industrielles, commerciales et résidentielles. Il existe un besoin croissant en circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC) conçus pour connecter des panneaux solaires à des batteries. Traditionnellement, le moyen le plus simple « est de connecter une batterie au panneau solaire à l'aide d'une diode ». ² Cette méthode présente plusieurs limites, principalement en raison d'une bande de tension très étroite. En matière d'énergie solaire, l'énergie varie considérablement selon qu'il s'agit d'une journée ensoleillée ou d'une journée nuageuse, et du début ou de la fin de la journée. Il existe de nombreuses variations qu'une diode n'a pas la capacité de gérer. Si les niveaux de puissance ou la charge augmentent au-delà des capacités de la diode, le système risque de subir une défaillance catastrophique.

De meilleures solutions sont désormais disponibles. Power by Linear™/Analog Devices propose un vaste choix de produits pour soutenir l'énergie solaire, plus particulièrement pour la charge et la conservation des batteries. « Le LTC4015 est un chargeur abaisseur synchrone polyvalent capable de prendre en charge une variété de chimies de batteries, notamment au plomb, Li-ion et LiFePO₄ ». ³

Le LTC4015 est un contrôleur capable de réguler la tension et le courant d'entrée, ainsi que la tension et le courant de charge de la batterie, ce qui le rend idéal pour les solutions de stockage batterie utilisées dans les applications d'énergie solaire. Cela est possible grâce à l'utilisation de l'algorithme MPPT (recherche de point de puissance maximale). L'algorithme MPPT permet au système de faire la distinction entre plusieurs niveaux de puissance de crête, ce qui idéal pour les divers niveaux de puissance produits par l'énergie solaire. Le LTC4015 peut gérer des tensions d'entrée jusqu'à 35 V. La plupart des panneaux solaires présentent une tension de sortie de crête de 17 V. La plage de tensions d'entrée de charge s'étend de 4,5 V à 35 V.

Le LTC4015 est un chargeur/un contrôleur abaisseur multi-chimie, parfaitement adapté à une solution d'alimentation par batterie exigeant de vastes plages d'entrée, la charge des batteries et la gestion des charges provenant de sources d'énergie comme l'énergie solaire.

Solar Impulse 2 a été un exploit. Y aura-t-il un Solar Impulse 3 ?

Références :

1 – Un avion solaire entre dans l'histoire après avoir fait le tour du monde. https://www.theguardian.com/environment/2016/jul/26/solar-impulse-plane-makes-history-completing-round-the-world-trip

2 – Techniques pour optimiser la puissance de sortie des panneaux solaires. http://www.analog.com/en/technical-articles/techniques-to-maximize-solar-panel-power-output.html

3 – Un chargeur de batterie multi-chimie prend en charge la recherche de point de puissance maximale pour les panneaux solaires http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/lt-journal-article/LTJournal-V27N1-04-di-LTC4015-TrevorBarcelo.pdf