Recharger son véhicule électrique avec des panneaux solaires
Véhicule électrique et panneaux solaires
Avant d’entrer dans le vif du sujet, une petite définition des termes s’impose. De quoi parle-t-on exactement ?
Les véhicules électriques
Aujourd’hui les médias ont tendance à mélanger plusieurs termes, ils parlent même de véhicules « électrifiés » et les constructeurs multiplient à l’envi les déclinaisons des véhicules hybrides : micro hybrides, mild hybrides, full hybride etc…
Nos amis Québécois parlent de véhicules « branchables ». Ceci a le mérite d’être clair : on regroupe les véhicules 100% électriques et les hybrides rechargeables. En résumé nous parlerons ici de véhicules « branchables », qu’ils soient hybrides rechargeables ou électriques.
Les panneaux solaires
Quand on parle de panneaux solaires, on parle de panneaux photovoltaïques. En effet des panneaux solaires peuvent fournir de la chaleur ou de l’électricité, mais c’est l’énergie électrique qui nous intéresse.
Les panneaux photovoltaïques produisent du courant continu.
On exprime leur puissance en Wc « watts crête », c’est un peu la puissance maximale qu’ils sont capables de fournir, dans les meilleures conditions d’orientation, d’ensoleillement, et de chaleur.
Comprendre les panneaux photovoltaïques
Fontionnement et rendement des panneaux photovoltaïques
Les panneaux solaires sont composés de cellules photovoltaïques en silicium encapsulées entre deux plaques de verre. Ces cellules sont enrichies d’atomes de phosphore d’un côté et de bor de l’autre. Lorsque la lumière les frappe, les cellules se mettent alors à circuler d’une borne à l’autre à la manière d’une pile électrique.
Comme une pile électrique (ou comme les batteries), ils fournissent donc du courant continu. Chaque panneau est raccordé au suivant de sorte que les tensions s’additionnent. Un peu comme un pack de batteries.
Avec un rendement compris entre 18 et 24 %, les panneaux solaires monocristallins sont les modules les plus efficaces. Ce sont d’aillleurs les plus répandus. En France, la moyenne annuelle de production d’une installation photovoltaïque oscille entre 800 et 1 400 kWh par kilowatt-crête (kWc).
Avec une installation de 3kWc vous pouvez donc espérer 2.400 à 4.200kWh par an.
La plupart des systèmes n’ayant pas de stockage de l’énergie, c’est uniquement quand le soleil brille que l’on pourra faire fonctionner nos appareils domestiques au solaire (lave-vaisselle, lave-linge, climatisation ou chargeur de voiture électrique).
Or, le réseau de nos habitations est en courant alternatif. Il faut donc transformer le courant continu des panneaux en courant alternatif. C’est là qu’intervient l’onduleur.
Le rôle de l’onduleur
L’onduleur est géré par un microprocesseur et garantit que le courant produit répond exactement aux normes fixées par le gestionnaire du réseau (voltage, fréquence, émission d’harmoniques, etc…). Il assure aussi la sécurité du système entier par une protection de découplage.
Les onduleurs sont de plus en plus performants. Les pertes sont passées de 5% en 2007 à 2% en 2018 voire 1% aujourd’hui. Malheureusement, aussi performant soit-il, votre onduleur présente aussi une puissance maximale.
Il est aujourd’hui fréquent d’installer un micro-onduleur par panneau. Cela permet de mieux répartir la production si une partie des panneaux est ombragée par exemple.
La puissance théorique en kWC
Cependant, tous vos panneaux ne seront pas orientés plein sud avec un angle de toiture idéal (variable suivant la saison). Vous comprendrez donc que la puissance maximale en kWc n’est jamais à prendre au pied la lettre mais comme un absolu théorique.
Autrement dit, si par une belle journée d’été vos 6kWc installés vous fournissent 5000 watts à l’instant T, vous êtes certainement dans la partie haute de votre courbe de production journalière.
A ce sujet, il existe de petits boitiers à relier à votre compteur linky qui permettent de visualiser en temps réel votre production électrique. Très pratique pour savoir si vous pouvez lancer des appareils pour absorber votre surplus !
Le mieux étant d’avoir des routeurs solaires et une application domotique qui déclenchent vos appareils électriques (cumulus, voiture…) en cas de surplus de production.
De quelle puissance de panneaux disposer pour pouvoir recharger ?
Nous avons expliqué plus haut que la puissance installée n’est qu’un maximum théorique. Alors de quelle puissance a besoin votre auto et combien de panneaux installer pour la recharger ?
Les prises simples ou renforcées
Les voitures électriques peuvent se charger de 3 façons :
- sur une prise (appelés aussi mode 1 et 2)
- sur une borne normale (mode 3)
- sur une borne rapide (mode 4).
Evacuons tout de suite la charge rapide qui demande trop de puissance. Il faudrait au bas mot une centaine de m² de panneaux…
La prise domestique fournira 10A, en 220 ou 230v soit environ 2.3kW (mode 1)
La prise domestique renforcée (préférable car mieux adaptée à un temps long d’utilisation) délivrera jusqu’à 16A soit environ 3,7kW. (mode 2).
Vous commencez déjà à faire vos calculs et vous dire, tiens ! « Avec 3kWc de panneaux photovoltaïques je ne vais pas forcément couvrir l’appel de puissance de ma prise renforcée ». Mais le complément demandé au réseau n’est pas si important non plus…
Les bornes IRVE
Si vous possédez une Wallbox (mode 3), en fonction de la puissance de votre abonnement (6 kVA à 36 kVA) et de celle du chargeur embarqué de votre voiture, vous tirerez entre 3,7kW et 22kW.
Les véhicules hybrides rechargeables se contentent généralement d’un chargeur de 3,7kW, et les véhicules électriques d’un chargeur embarqué de 7kW.
Les véhicules électriques équipés d’un chargeur triphasé peuvent accepter 11kW (trois fois 16A x 230V) voire 22kW (trois fois 32A x 230V). Mais cela ne fonctionnera chez vous que si votre habitation est elle-même câblée en triphasé et que vous possédez l’abonnement adéquat.
Optez pour 3kWc de panneaux si vous ne chargez qu’un véhicule hybride, ou ne possédez pas de Wallbox. Préférez une puissance de 6 à 9kWc si vous possédez une Wallbox et une ou deux voitures électriques.
Sachez également que certaines Wallbox détectent le surplus de production solaire pour l’envoyer dans votre véhicule. Dans ce cas une intensité minimum (6 ou 8A) est requise pour commencer la charge. Pensez également à ne pas programmer votre recharge de nuit comme le font la plupart des électromobilistes pour charger en heures creuses, sinon la charge ne démarrera pas !
Les panneaux photovoltaïques installés sur les véhicules électriques
Depuis plusieurs années, la Toyota Prius rechargeable propose un toit solaire en option. Des véhicules électriques comme le Hyundai Ioniq 5 proposent également un toit recouvert de cellules photovoltaïques. Le gain est minime en terme d’autonomie, mais il peut couvrir la consommation de la climatisation par exemple.
Des constructeurs comme le néerlandais Lightyear 3 ou la startup allemande Sonomotors se sont essayées à des véhicules dont la carrosserie était presque entièrement couverte de panneaux solaires. Cette inovation permettait une autonomie de 15 à 70km journalière uniquement grâce à l’énergie solaire.
Faute de capitaux suffisants, ces deux projets n’ont pas aboutis. Seul l’américain Aptera reste en lice avec un véhicule aux airs d’avion sans aile muni d’un long panneau solaire sur le toit.
Enfin l’américain Gosun va plus loin en imaginant un panneau solaire souple qui se range sur la galerie de toit de n’importe quel véhicule. Il se déplie et permet à la fois de protéger le véhicule du soleil et le recharger. La solution en est au stade de précommande mais elle promet déjà de récupérer jusqu’à 48km par jour. Evidemment c’est une solution réservée au stationnement !
En même temps une automobile, c’est un comble, reste immobile 95% de sa vie…
