L’angoisse de la batterie vide serait la nouvelle phobie contemporaine selon un sondage Opinion Way. Surfant sur l’essor de l’énergie solaire, les fabricants d’installation solaire rivalisent d’ingéniosité pour optimiser les rendements de leurs équipements et fournir toujours plus d’électricité. Panneaux, batteries, régulateurs, supports… On fait le point sur les dernières technologies et accessoires développées dans le domaine (et compatibles avec un usage nomade).

Les panneaux ont une durée de vie souvent comprise entre 10 et 25 ans. Ceux aux normes européennes (EN) – conçus en verre trempé de 3,2 mm pour résister à la grêle ou à la neige – atteignent une durée de vie de 30 ans en moyenne. Crédit photo : Marcel Vanlife

Pour s’affranchir – au moins partiellement – de tout branchement au réseau, le soleil s’impose comme un allié indispensable de nos véhicules de loisirs. « 70% des vans que nous aménageons aujourd’hui sont équipés de panneaux solaires », témoigne l’aménageur JCG Créations. Il faut dire que l’énergie solaire apparaît comme un précieux complément d’énergie ; capable d’apporter une autonomie électrique de quelques jours jusqu’à plusieurs semaines au printemps ou en été (avec des batteries au lithium par exemple et/ou une grande surface de panneaux).

Rendements : avantage aux panneaux back-contact

Au sein de la famille des panneaux monocristallins, les plus répandus en France, la technologie dite back-contact ou à contact arrière affiche les meilleurs rendements (voir encadré ci-dessous). « C’est le nec plus ultra aujourd’hui pour un véhicule de loisirs, nous confie un ingénieur de MyShop Solaire. Les panneaux back-contact offrent un meilleur rapport surface/puissance de charge. Ce qui veut dire que dans un encombrement réduit, le rendement fourni est identique à un panneau monocristallin plus grand ».

Schéma de fonctionnement du panneau back-contact LG Néon R 400W, l’un des plus performants du marché.

Concrètement, les interconnexions électriques entre cellules – ce jeu de tiges en aluminium (ou busbars) qui quadrillent les panneaux solaires standards et forment les autoroutes où passe le courant – sont déportées ici sur la face arrière du panneau. Ce qui a pour conséquence d’augmenter la surface d’exposition solaire et d’absorber plus de rayonnement. Le rendement s’en trouve ainsi augmenté. Le panneau back-contact a aussi l’avantage de produire une tension de charge suffisante par faible irradiance et élevée en cas de fortes températures.

Jusqu’à 22% de rendement

Variant selon de nombreux facteurs (localisation géographique, saison, technologie, surface, orientation et inclinaison des panneaux, température extérieure, etc.), le taux de rendement d’un panneau correspond à la quantité d’électricité produite par rapport à la quantité d’énergie solaire captée. Les panneaux à cellule monocristalline offrent des rendement moyens oscillant entre 16 et 20%. Les modules back-contact les plus à la pointe montent même jusqu’à 22%. Autrement dit, plus d’un cinquième du rayonnement solaire reçu est alors transformé en électricité. A titre de comparaison, les panneaux à cellule polycristalline affichent des taux de rendement généralement compris entre 15% et 18%.

L’architecture en demi-cellules

Les fabricants ont également développé ces dernières années une nouvelle conception de panneaux permettant de doper l’efficacité des cellules, en divisant leur taille par deux et multipliant par là même leur nombre. Cette architecture dite des demi-cellules réduit de moitié le courant électrique généré par chaque cellule. Ce qui a pour effet de limiter les pertes par résistance et d’accroître par là même la puissance de sortie.

La production des cellules étant diminuée de moitié, leur température baisse par ailleurs en conséquence. De quoi réduire les risques de points chauds et augmenter par là même la durée de vie des cellules. Cette conception intègre enfin un boitier de raccordement en trois parties au lieu d’une seule, chacune équipée d’une diode de dérivation. Une caractéristique qui lui confère une meilleure tolérance aux ombres partielles.

Westfalia Columbus équipé d’un panneau solaire souple à demi-cellule sur son toit relevable.

Vive les supports inclinables !

Idéalement, les panneaux solaires doivent être exposés plein sud et inclinés entre 30° et 35° par rapport au sol. Crédit photo : MyShop Solaire.

Les panneaux solaires sont le plus souvent posés à plat sur le toit de nos fourgons et vans. Cette pose fixe apparaît adaptée en été, quand le soleil est haut dans le ciel. Mais qu’en est-il en basse saison, quand le soleil est rasant et les besoins électriques plus criants ? Dans ces conditions, les panneaux fixés à un support inclinable restent recommandés pour optimiser la production. « C’est une solution qui permet aux panneaux de fournir de 50% à 100% de production supplémentaire en hiver », indique MyShop Solaire.

Problème : hormis Uniteck qui doit présenter prochainement un premier modèle de fixation inclinable pour van, il n’existe pas de produits standardisés. Ce qui n’empêche pas certains, particuliers ou professionnels, de s’atteler à trouver des solutions ‘maison’. « Certains de nos clients utilisent un système de vérins ou une galerie de toit pour pouvoir incliner leurs panneaux », indique ainsi MyShop Solaire.

Quant aux panneaux solaires souples, ils offrent une épaisseur et un poids réduit. Mais leur prix est aussi deux fois plus onéreux en moyenne et leur durée de vie plus courte. « Plus on tord le panneau, plus on fragilise les cellules, prévient MyShop Solaire, avant d’ajouter. Contrairement aux panneaux souples, les panneaux rigides chauffent moins car l’air peut encore circuler en-dessous ». D’ailleurs, les garanties constructeurs ne mentent pas : si elles atteignent en général 25 ans pour les panneaux rigides, elles courent rarement au-delà de 2 ans pour les panneaux souples.

Batteries : l’alternative plomb-carbone

Batterie plomb-carbone 100Ah 12V de la marque néerlandaise Victron Energy.

Pour stocker l’énergie, votre installation solaire nécessitera une ou plusieurs batteries à décharge lente.  Au plomb (GEL ou AGM), au lithium… Plusieurs technologies sont disponibles. Une batterie AGM autorisera en moyenne entre 600 et 700 cycles, une batterie GEL 800 à 900 cycles et une batterie au lithium environ 2500 cycles. « Les batteries au plomb ont une durée de vie comprise entre  3 et 6 ans, tandis que celles au lithium – plus onéreuses – ont une durée de vie variant entre 10 et 15 ans, selon l’utilisation », estime MyShop Solaire.

Entre ces deux solutions, une nouvelle génération de batterie plomb-carbone offre un compromis intéressant. Plus cher de 10 à 15% par rapport à une batterie au plomb classique, ce type de batterie affiche une durée de vie supérieure (environ 7 ans). Elle se chargera/déchargera à des courants plus élevés.

Le régulateur, cerveau du système

Pour compléter votre installation, le choix d’un régulateur est indispensable. C’est la tête pensante du système, qui contrôle le courant et la tension à la sortie des panneaux et permet d’empêcher les surtensions et la surchauffe de la batterie. Le choix du régulateur dépendra de la tension de votre parc de batterie (12V, 24V) et de la puissance des panneaux.

Deux types de régulateur sont commercialisés : les basiques PWM (Pulse Width Modulation) et les plus sophistiqués MPPT (Maximum Power Point Tracking). Plus chers et nécessitant que les panneaux soient branchés en série, les régulateurs MPPT améliorent la plage de production des panneaux, même par faible ensoleillement, et permettent une charge plus rapide des batteries. Avec un régulateur MPPT, le gain de production peut atteindre 30% en été et jusqu’à 40% en hiver.

Montage en parallèle ou en série ?

Schéma de panneaux solaires branchés en série.

« Dès qu’on dépasse 100W de puissance, le montage en série est à privilégier », préconise MyShop Solaire. Dans un branchement en série, contrairement à un branchement en parallèle, les panneaux devront avoir la même puissance. Si la moindre ombre portée sur l’un des panneaux montés en série empêchait auparavant l’ensemble de l’installation de produire, c’est moins le cas aujourd’hui. « Les panneaux de grandes marques et de forte puissance – au-delà de 300W – sont désormais équipés de diodes qui scindent la production du panneau en trois », précise MyShop Solaire. En cas d’ombre portée, le panneau produit donc moins, mais produit toujours.

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