Le solaire en camping-car : panneau, batterie et régulateur expliqués simplement

Une installation solaire de camping-car comprend quatre éléments : des panneaux qui captent l’énergie, un régulateur de charge qui la gère, une batterie qui la stocke et souvent un convertisseur qui transforme le 12 V en 230 V. Chaque élément est assez simple, et les ennuis viennent généralement d’un dimensionnement fait sans savoir combien d’énergie est réellement consommée. Le point de départ est toujours la consommation, mesurée en wattheures (Wh), et non le panneau.

Partir de la consommation

On dresse la liste de chaque appareil, avec sa puissance en watts et ses heures de fonctionnement par jour, puis on multiplie. Un réfrigérateur à compresseur peut consommer en moyenne environ 300 Wh par jour par temps chaud, l’éclairage LED 60 Wh, téléphones et ordinateur portable 150 Wh, pompe à eau et ventilateur ensemble 90 Wh. Cela fait environ 600 Wh par jour, une valeur plausible pour deux personnes aux besoins modestes. Ces chiffres sont des exemples : mesurez les vôtres avec un moniteur de batterie ou d’après les fiches techniques, car chauffage, machine à café ou plaque à induction changent tout.

Dimensionner le panneau

La puissance nominale d’un panneau vaut dans des conditions de laboratoire, avec 1 000 W par mètre carré. Sur un toit plat et parfois chaud, on compte en règle pratique environ 70 à 75 % de cette valeur. Avec environ cinq heures de fort ensoleillement en été dans le sud de l’Europe, un panneau de 200 W produit alors à peu près 200 × 5 × 0,75, soit 750 Wh par jour, assez pour l’exemple de 600 Wh. Ce sont des estimations : le rendement réel dépend de la latitude, de l’inclinaison et de la brume.

L’ombrage mérite plus d’attention que la taille du panneau. Des panneaux câblés en série perdent une grande part de leur production dès qu’une petite surface est à l’ombre, par exemple celle d’un lanterneau, d’une antenne ou d’un arbre ; une implantation à l’écart des obstacles vaut donc mieux que des watts supplémentaires. Si le toit est encombré, on peut envisager le montage en parallèle ou des panneaux plus petits, et des supports inclinables seulement si l’orientation du stationnement le permet.

Régulateur : MPPT ou PWM

Un régulateur PWM relie en gros le panneau à la batterie et réduit le courant quand la batterie se remplit ; la tension du panneau doit donc correspondre à celle du système. Un régulateur MPPT convertit la tension du panneau à celle dont la batterie a besoin et peut suivre le meilleur point de fonctionnement du panneau, ce qui permet des panneaux à tension plus élevée ou des chaînes en série et aide par temps froid et nuageux. Sur les petits systèmes, le gain de rendement ne justifie pas toujours le prix ; sur les plus grands ou avec plusieurs panneaux en série, le MPPT est le choix normal.

Pour le dimensionner, on divise la puissance du panneau par la tension de la batterie : 200 W sous 12 V font environ 17 A ; un régulateur de 20 A laisse donc peu de marge et un modèle de 30 A est plus confortable. Vérifiez la tension d’entrée maximale sur la fiche technique, car la tension à vide d’un panneau est supérieure à sa tension de travail et augmente encore par temps froid.

Batterie : LiFePO4 ou AGM

La capacité n’est pas la capacité utilisable. Les batteries AGM s’utilisent normalement jusqu’à environ 50 % de profondeur de décharge pour durer, une batterie de 100 Ah en fournit donc environ 50. Les LiFePO4 se cyclent en général à 80 à 100 %. La durée de vie est souvent donnée à 300 à 800 cycles pour l’AGM et à 3 000 à 5 000 cycles ou plus pour le LiFePO4, et une AGM de 100 Ah pèse environ 27 à 32 kg contre 10 à 14 kg pour le lithium ; les chiffres des fabricants sont à lire comme des ordres de grandeur.

Le lithium impose une condition importante : charger en dessous de 0 °C provoque un dépôt de lithium qui réduit durablement la capacité, et la plage de charge recommandée est généralement d’environ 5 à 45 °C. Pour l’hiver, il faut une batterie dotée d’une gestion tenant compte de la température, ou un modèle chauffé, et il vaut mieux la placer dans l’espace de vie chauffé. Pour l’exemple de 600 Wh, une batterie LiFePO4 de 100 Ah stocke environ 1 280 Wh nominaux et couvre à peu près un jour et demi à deux jours sans soleil.

Convertisseur et sécurité

Un convertisseur gaspille un peu d’énergie même à vide ; on l’éteint donc quand le 230 V est inutile et l’on compare la consommation à vide sur la fiche technique. Les modèles à sinusoïde pure conviennent à l’électronique sensible. Chaque câble positif issu de la batterie exige un fusible proche de la borne, adapté au câble, et les sections de câble doivent correspondre au courant. Côté panneaux, on utilise un disjoncteur prévu pour le courant continu, on ne travaille jamais sur des câbles sous tension et l’on fait vérifier par un installateur compétent tout ce qui dépasse de simples travaux en 12 V.

À quoi s’attendre l’hiver dans le nord de l’Europe

L’hiver est la limite du solaire. Un calcul fondé sur PVGIS pour l’Allemagne centrale donne pour novembre à février environ 14 % du rendement annuel, pour décembre seul 2,6 % contre 12,6 % en juin, avec moins à Hambourg qu’à Munich. Un panneau de 200 W sur un toit plat ne fournit donc peut-être que 50 à 100 Wh par bonne journée de décembre et presque rien sous la neige, pour un besoin de 600 Wh par jour.

La réponse pratique est une seconde source : un chargeur DC-DC branché sur l’alternateur pendant la route, la recharge sur secteur en aire équipée et une consommation plus sobre, par exemple chauffage au gaz et réfrigérateur non surdimensionné. Le solaire aide quand même l’hiver à recharger la batterie et à couvrir les consommations en veille, et il est rentable du printemps à l’automne. Dimensionner pour le mois le plus faible plutôt que pour le meilleur évite les mauvaises surprises.

Sources

• What is the difference between a PWM and MPPT charge controller? (Silicon Solar)
• AGM vs LiFePO4 Batteries: Lifespan, Weight and Value Compared (Vatrer Power)
• Why you should not charge a lithium battery below 0 °C or 32 °F (REDARC Electronics)
• Photovoltaik im Winter: 14 % Ertrag von November bis Februar (reduco)
• Solaranlage Ertrag (Aroundhome)