Studio MacoMaco, studio graphique

Les panneaux solaires en van aménagé

Comment recharger ses batteries grâce au soleil en fourgon aménagé ?

Le soleil est une bonne source d’énergie renouvelable pour un van aménagé. Il suffit d’installer un système de panneaux solaires pour recharger ses batteries sans même avoir à se déplacer !

Dans cet article, nous allons t’expliquer comment dimensionner ses panneaux solaires en fonction de l’évaluation de tes besoins en électricité dans ton fourgon aménagé. N’hésite pas à aller consulter l’article Évaluer sa consommation électrique pour en savoir plus !

Les différents types de panneaux solaires

Il en existe plusieurs types:

  • Les polycristallins : oubliez-les, c’était l’époque d’avant. En plus, ils ne sont moches 🤮
  • Les monocristallins classiques : les plus répandus de nos jours. Ils offrent un bon rendement pour un prix assez attractif.
  • Les monocristallins back contact : Ce sont les panneaux solaires les plus performants à l’heure où j’écris ces lignes (rendement théorique de 24 %). Leur particularité est que le câblage des cellules photovoltaïques se trouve à l’arrière du panneau. Cela permet d’augmenter la taille des cellules, donc propose un meilleur rendement. De plus, il rentabilise mieux les rayons lorsque le soleil est bas dans le ciel (en hiver par exemple).
  • Les monocristallins Multi-Wire (PERC) : Ce sont les dernier-nés de la famille des panneaux photovoltaïques. Il offre en rendement de l’ordre de 21 %, mais on l’avantage de beaucoup mieux fonctionner lorsque les conditions météo ne sont pas favorables. Lui aussi rentabilise au mieux les rayons du soleil en hiver.
Les différents types de panneaux solaires monocristallins
Les différents types de panneaux solaires monocristallins

Ce qu’il faut retenir c’est que vous aurez de meilleurs rendements pour des panneaux utilisant la technologie back contact, mais pour un prix plus élevé. Maintenant, si vous manquez de place sur votre toit, cela peut être une solution à envisager. Si vous comptez voyager dans des régions ou il fait souvent nuageux, les panneaux Multi-Wire (PERC) peuvent être intéressants.

Quelle puissance pour mes panneaux solaires ?

Les prérequis pour déterminer la puissance idéale de vos panneaux solaires sont :

  1. Où souhaitez-vous voyager ?
  2. En quelle période ?
  3. Quels sont vos moyens de recharge de vos batteries ? En effet, si vous compter pouvoir recharger votre batterie en roulant et que vous roulez quotidiennement, vous n’aurez pas forcément besoin d’une grosse puissance de panneau solaire.
  4. Quels sont vos besoins en électricité dans votre véhicule ? (en Wh / jour). Si vous ne savez pas de quoi nous parlons, nous vous invitons à lire l’article Évaluer sa consommation électrique.

Les points 1 et 2 peuvent se résumer par la question suivante :

En hiver, à quel point allez-vous aller au nord ?

Carte de France des heures d'ensoleillement par an
Carte de France des heures d’ensoleillement par an

En effet, il s’agit de savoir la qualité de l’ensoleillement dans les pires conditions. C’est-à-dire dans le nord, en hiver : non seulement le soleil est très bas, mais encore les jours sont très courts. Donc si vous comptez aller en Scandinavie pour le Réveillon, va surement falloir penser à surdimensionner les panneaux et installer un système d’inclinaison. De plus, pensez à acheter un groupe électrogène pour ne pas dépendre que du soleil en lorsque vous serez stationné quelque part.

Pour généraliser, 100 W de panneau solaire peut vous restituer quotidiennement selon la saison environ :

Été : 40 Ah
Printemps / Automne : 25 Ah
Hiver : 5 à 10 Ah

Dossier H2R équipements

Donc pour 200W de puissance de panneau solaire, on multiplie ces valeurs par 2, pour 300W par 3 et ainsi de suite…

Si vous voyagez dans le sud de la France, vous pouvez ajouter 20 % à ces valeurs. À l’inverse, si vous voyagez dans le nord, soustrayez 20 %.

Continuons avec l’exemple que vous trouverez dans l’article Évaluer sa consommation électrique. Nous avons une consommation quotidienne théorique de 22 Ah / jour. Nous comptons être autonome en électricité grâce uniquement à notre système solaire : c’est-à-dire que notre mode de voyage est tranquille, on ne roule que tout les 3/4 jours. Enfin, nous comptons voyager toute l’année et dans toute la France. Pour des raisons de budget, nous choisissons de partir sur les valeurs moyennes ci-dessus.

Il est plus agréable, et rentable de voyager dans le sud l’hiver et dans le nord l’été 😎

Corentin

Prenons donc la pire situation : en hiver dans le nord de la France. D’après les valeurs ci-dessus, on aura une production de 10 Ah / jour pour 100W de panneau solaire. Il nous faudra ainsi un peu plus de 200W pour assumer nos besoins quotidiens de 22 Ah / jour.

Notez qu’il n’est pas intelligent de surproduire puisque vous ne pourrez pas stocker l’énergie excédentaire (vos batteries seront déjà pleines). L’électricité produite sera par conséquent perdue.

Le régulateur de charge solaire

Un panneau solaire produit du courant continu, mais à des tensions / intensités variables. Le rôle du régulateur est de trouver le meilleur point de travail de vos panneaux solaires. Une fois ce point déterminé, il convertit la puissance reçue vers la bonne tension de charge de vos batteries tout en ne dépassant pas le courant de charge maximum de ces dernières.

Régulateur de charge solaire MPPT

Il existe deux grands types de régulateurs solaires :

  • Les PWM (Pulse Width Modulation). Il s’agit d’une ancienne technologie de régulateur solaire qui équipe de vieux camping-cars. Il ne calcule pas le meilleur point de travail ce qui les rend peu efficaces. Leur seul avantage est un prix plus attractif.
  • Les MPPT (Maximum Power Point Tracking). MPPT est une technique pour observer et réguler l’énergie allant du panneau solaire aux batteries. Les panneaux solaires affichent des sorties variables en fonction des conditions météorologiques. Les régulateurs de charge MPPT peuvent faire correspondre la tension du panneau solaire avec la tension de la batterie pour maximiser l’efficacité de la charge.

Les PWM étant une ancienne technologie de régulateur solaire, cet article se concentre sur les régulateurs MPPT.

Une fois que vous avez déterminé la puissance de votre ou vos panneaux solaires, il va maintenant falloir déterminer le régulateur de charge solaire adapté. Pour ce faire, il faut déterminer les deux points suivants :

Tension d’entrée en V (volt)

La tension d’entrée correspond à la tension minimale que vos panneaux envoient à vide. Elle peut varier de 23 V à beaucoup plus ! Si vos panneaux sont branchés en série, alors il suffit d’additionner leur puissance à vide. Voir plus bas pour comprendre la différence entre un branchement en série et un branchement en parallèle.

Reprenons notre exemple : nous avons 2 panneaux de 100W branchés en série avec tension à vide de 23 V chacun. Le parc solaire offrira donc une tension de sortie de 46 V. Par conséquent, il faudra un régulateur MPPT acceptant minimum 46 V en entrée.

Intensité de sortie en A (ampère)

Il s’agit ici de l’intensité restituée par le régulateur à la batterie. Pour déterminer sa valeur, il faut diviser la puissance de votre parc solaire par la tension de charge de votre parc batterie. Il s’agit, en effet, d’une simple application de la formule P = U * I.

Reprenons notre exemple : nous avons un panneau solaire de 200 W. La batterie charge à environ 14,4 V. Cette valeur est indiquée dans la notice de votre batterie. Elle dépend de la technologie de batterie choisie (AGM / Gel / Lithium …). Donc, 200 W / 14,4 V = 13,8 A. Dans notre cas, il faudra donc acheter un régulateur pouvant délivrer jusqu’à 13.8 ampères en sortie.

Pourquoi deux régulateurs solaires peuvent être nécessaires ?

La réponse à cette question réside dans l’algorithme de charge des régulateurs MPPT. En effet, imaginons que vous ayez un parc solaire composé de deux panneaux solaire de puissance différente. Si vous les branchez au même régulateur de charge, ce dernier ne sera pas en mesure de calculer efficacement le meilleur point de travail. Ainsi, des panneaux de puissances différentes doivent être connectés sur des régulateurs de charge différents.

Il est donc tout à fait possible de connecter plusieurs régulateurs de charge sur un même parc de batterie. Attention cependant à vérifier que la somme des intensités de sortie ne dépasse pas l’intensité de charge maximum que votre parc de batterie pour recevoir. Cette valeur se trouve dans les spécifications de votre batterie.

Branchement en série ou en parallèle pour mes panneaux solaires ?

Si vous avez opté pour plusieurs panneaux solaires identiques, alors un nouveau choix s’offre à vous. Vous allez devoir choisir entre un câblage en série ou en parallèle pour les relier au régulateur de charge.

Câblage en série

Un branchement en série des panneaux solaire va additionner les tensions (Volt) tout en gardant la même intensité (Ampère).

Le principal inconvenant est que si un des panneaux branchés en série ne fonctionne pas, alors l’ensemble de la chaine est affecté. Cela peut être handicapant lorsque l’un des deux panneaux est à l’ombre par exemple. À noter : la méthode de branchement des cellules internes des panneaux rentre aussi en compte.

L’avantage est que la section des câbles est plus faible, car il y a peu d’intensité qui passe dans les câbles. Il s’agit donc d’une installation un peu moins cher.

Câblage en parallèle

Un branchement en parallèle des panneaux solaire va additionner les intensités (Ampère) tout en gardant la même tension (Volt).

Pour les avantages / inconvenants, c’est exactement l’inverse que pour le branchement en série.

Les questions que je me pose en écrivant l’article :

  • Est-ce que la tension d’entrée du circuit affecte l’algorithme de charge du MPPT ?
  • Est-ce qu’il ne vaudrait pas mieux brancher ses panneaux solaires en parallèle (donc avoir une faible tension d’entrée) pour acheter un MPPT plus petit, donc moins cher ?

Si vous avez un avis, on peut en discuter par email sur [email protected].

Exemples de schémas électriques de câblage de panneaux solaires

Voici quelques exemples de schéma électrique pour le câblage d’un système électrique. La taille des cosses (en vert) et la section des câbles sont données à titre indicatif et dépendent de la puissance de votre installation.

Schéma électrique de câblage d'un panneau solaire sur une batterie 12 V
Schéma électrique de câblage d’un panneau solaire sur une batterie 12 V
Schéma électrique de câblage de deux panneaux solaires en série sur une batterie 12 V
Schéma électrique de câblage de deux panneaux solaires en série sur une batterie 12 V
Schéma électrique de câblage de deux panneaux solaires en dérivation sur un parc batteries de 24 V
Schéma électrique de câblage de deux panneaux solaires en dérivation sur un parc batteries de 24 V
Schéma électrique de câblage de deux panneaux solaires en série sur un parc de batteries 12 V
Schéma électrique de câblage de deux panneaux solaires en série sur un parc de batteries 12 V

Notre système d’inclinaison des panneaux solaires DIY

Nous avons écrit un article détaillé concernant la mise en place d’un système d’inclinaison de nos panneaux solaires sur notre galerie de toit.