Panneau solaire, recharge: quelles solutions pour un van ?

Troisième volet de notre dossier sur l'aménagement d'un van après celui du choix du véhicule, et la partie théorique sur l'isolation, ainsi que la mise en place de l'Armaflex et laine de bois, voici donc ce dossier consacré à la partie électrique, un dossier encore plus technique que le précédent et qui précède un futur article sur la mise en place de l'installation de production et de stockage de l'énergie dans le fourgon. A ce sujet, notons également, que nous avons contacté différents spécialistes dans le domaine du solaire mais que nous avons retenu Myshop-solaire, pour nous fournir le matériel, du fait de son expertise dans le solaire pour fourgon.

Du côté des marques, si pour les panneaux solaires le choix est varié, en revanche, pour les batteries, mais surtout, pour les équipements annexes, une marque s'accapare en France quasiment tout le marché, Victron Energy. Difficile donc de faire jouer à la concurrence, à moins de s'approvisionner en Chine, avec du matériel à la qualité très incertaine. C'est un peu la même chose que dans le solaire résidentiel où la marque Enphase semble avoir quasiment le monopole sur certains équipements.

Des choix à faire selon son utilisation: van autonome ou pas

Comme précédemment, la première question à se poser est "quelle utilisation vais-je faire du van". Il s'agit d'une question primordiale, car de la réponse va découler les choix.

Un camping-car utilisé principalement sur des aires dédiées: une installation simplifiée

Un van qui sera utilisé principalement en camping ou sur des aires adaptées sera généralement relié à une prise électrique en 220/230V. Dans cas, les choix techniques seront assez simples: la production d'électricité sera inutile tout comme dans la plupart des cas, le stockage.

Bonne nouvelle, le coût de l'aménagement sera également fortement réduit car on en va pas se mentir, le coût d'un panneau solaire, des différents équipements et du stockage grimpe vite, très vite.

Dans ce cas précis, une simple prise extérieure sur laquelle on va venir se brancher pour alimenter le fourgon, ou même, une multiprise fera l'affaire. Une solution basique pour une utilisation très simple.

Un fourgon autonome grâce à un panneau solaire et une batterie, voire plus

On entre là dans une seconde catégorie, celle qui nous intéresse dans le cadre de cet article. Pour ceux qui veulent utiliser leur fourgon en sortant des sentiers battus sans perdre en confort, une installation électrique digne de ce nom devra être prévue. Cela va consister à produire l'énergie, à la stocker et surtout à l'économiser.

Comment choisir entre 12 et 220 volts

L'une des questions qui se pose souvent est le choix du 12 ou 220 volts. Le 220V permet de brancher tous les appareils habituels et de réduire la section des câbles. Pour autant, l'installation des panneaux et des batteries étant en 12 ou 24V, cela va nécessiter un convertisseur (coûteux si vous avez besoin de puissance), et surtout, qui va provoquer une perte d'énergie lors de la conversion.

A notre sens, ce choix présente peu d'intérêt car la plupart des appareils sont disponibles en 12V. Qui plus est, de nombreux appareils se branchent en 220 mais disposent d'un convertisseur pour réduire la tension. C'est notamment le cas pour un ordinateur, un téléphone, un drone, etc. En convertissant du 12V en 220 puis en le reconvertissant en 12 ou 5V, cela provoquerait des pertes inutiles.

A l'inverse, une installation en 12V va permettre de fonctionner à la même tension que son stockage. Et pour les appareils en 220V qui restent rares dans un camping-car, un simple convertisseur basique et peu coûteux fera l'affaire. En revanche, les appareils en 12V sont nombreux: réfrigérateur, pompe des circuits d'eau de cuisine et salle de bain, etc.

Estimer son besoin en énergie

En premier lieu, il est nécessaire d'estimer votre besoin en énergie. Pour cela, il va falloir lister les différents consommateurs. Pour vous faciliter la vie, voici la liste des principaux consommateurs que l'on va retrouver dans un van, avec leur puissance moyenne.

• Glacière ou frigo adapté: 30 à 60 Watts
• Pompe à eau: 25W * 2 (douche, évier).
• Ordinateur: 50 Watts (en mode recharge, comptez environ 45W, en utilisation normale, 15W environ seront suffisants).
• Éclairage LED : 6W
• Recharge petits appareils (téléphone, APN,...) : 15W

A cela, si une utilisation en hiver est prévue, il faut aussi ajouter la consommation d'un chauffage type Webasto (10/15 Watts). Car même s'il fonctionne au gasoil, il a besoin d'électricité.

Pour chaque appareil, il suffit ensuite d'estimer la durée d'utilisation journalière. Par exemple, l'ordinateur à 15W en fonctionnement normal, sera utilisé 2h/jour, soit un total de 2*15W = 30 Wh.

Au final, on va avoir un certains nombre de Watts-heures par jour. Pour connaître notre besoin réel en énergie et donc quelle batterie nous avons besoin, nous allons devoir convertir en Ampère-heures (Ah). Pour ce faire, il suffit de diviser par la tension, ici 12V. De sorte, si vous avez besoin de 414 Wh/jour, cela nous fait donc 34,5 Ah au total.

La production d'énergie: sur l'alternateur ou par panneau solaire

Pour un van ou un camping dans lequel on veut une autonomie énergétique, seules deux solutions sont possibles pour la production d'électricité: la présence d'un panneau solaire dit photovoltaïque ou la bonne vieille méthode de l'alternateur. Reste aussi la solution de pédaler avec une dynamo, mais très honnêtement, pour remplir une batterie, il va falloir pédaler beaucoup...

Recharger la batterie grâce à l'alternateur

L'une de ces solutions est l'utilisation d'un "chargeur-booster" ou d'un coupleur. Cet appareil va utiliser l'alternateur du van pour recharger les batteries. Pratique et simple à mettre en place, il nécessite cependant de rouler pour recharger. Si le véhicule est amené à peu rouler, ce choix n'est clairement pas pertinent. Par ailleurs, il faut prévoir une légère sur-consommation (comme lors de la recharge de la batterie du véhicule), chose que nous dévoilerons dans un prochain article à l'issue de nos essais. A noter que selon l'âge du véhicule, deux grandes familles de modèles sont possibles. Le premier, appelé Cyrix sera réservé aux anciens modèles (avant 2012) qui ne disposent pas d'un alternateur dit "intelligent", c'est à dire un alternateur qui, quoiqu'il se passe reste en fonctionnement et produit de l'énergie. Son coût est très modeste (moins de 50 €) .

Depuis l'entrée en vigueur des normes Euro5, pour réduire la consommation, l'alternateur vérifie la charge de la batterie. En effet, un alternateur qui produit du courant entraîne une résistance au niveau de la courroie d'accessoire, ce qui engendre une surconsommation.

Pour réduire les consommations et les rejets de CO2, la norme Euro5 impose donc un alternateur qui sait s'adapter. Si la batterie est suffisamment chargée, l'alternateur se déconnecte, et de fait, ne chargera pas la seconde batterie. Sachant qu'une batterie de véhicule est quasiment toujours chargée, le système ne fonctionnera pas.

Pour contrer cela, un autre type de chargeur, dit "chargeur-booster" est disponible. Pour fonctionner, il va vérifier la charge de la batterie et si celle-ci est pleine, il fait un appel de puissance pour provoquer l'allumage de l'alternateur. Il va donc le leurrer. Tout bête. Malheureusement, ce type de chargeur est bien plus coûteux (plus de 200 €).

Nous dévoilerons dans un prochain article, après nos tests, la surconsommation engendrée ainsi que le temps pour recharger une batterie déchargée au maximum de l'acceptable.

La production d'énergie par panneau solaire: quelle puissance, quelle technologie ?

Le second choix est l'utilisation d'un panneau solaire photovoltaïque qui va utiliser les rayons du soleil pour la production d'électricité. Cela implique cependant de ne pas se garer à l'ombre, sans quoi, point de production. De nombreux modèles existent, avec des technologies différentes; nous allons tenter de faire le point. A noter que vous pouvez aussi profiter de la production de votre panneau solaire solaire à domicile en suivant ces recommandations.

Comment fonctionne un panneau photovoltaïque dans un camping car ?

En premier lieu, il est utile de rappeler qu'un panneau solaire est identique techniquement que ce soit pour bateau, van ou pour l'habitation. Seules les dimensions peuvent être différentes. Mais hormis pour un petit véhicule, un panneau standard pourra être installé sur un van. Inutile de surpayer un panneau spécial "van". Attention cependant aux dimensions qui peuvent empêcher de placer un lanterneau à l'endroit désiré.

Un panneau solaire dispose de nombreuses cellules de silicium (le silicium étant du sable) positionnée sur un panneau composé de deux couches. Chaque cellule est reliée électriquement par des conducteurs. La première couche est chargée en électrons tandis que la seconde est au contraire pauvre en électron. Ces deux couches vont créer une différence de potentiel ce qui provoque la création d'un champ électrique.

Ainsi, la lumière du soleil, chargée de photons, qui va venir percuter le panneau, va provoquer un transfert des électrons entre les deux couches, et ainsi, créer le courant électrique. Selon le type de panneaux, le rendement, peut varier du simple au quintuple.

La question du rendement, et donc de la puissance est primordiale. Sachant que la surface est faible, autant privilégier un panneau puissant, entre 350 et 440Wc. Les petits panneaux de 60Wc n'ont aucun intérêt. Ils permettront à peine de charger un téléphone portable... D'autant plus que les Wc (Watts Crète) sont des valeurs obtenues en laboratoire dans des conditions optimales et normées... Autant dire qu'elles ne seront jamais atteintes. Par exemple, un panneau de 440 Wc permettra d'atteindre 360 à 380 W au mieux (et d'autant plus que sur un van, le panneau est positionné la plupart du temps à plat. Une sacré différence donc.

Un point important également: aussi paradoxal que cela puisse paraître, les panneaux n'aiment pas la chaleur... De ce fait, et même si le soleil est plus puissant en plein été, la meilleure production ne sera pas obtenue en été, mais au printemps, notamment en juin, qui profite de longues journées ensoleillée avec une température relativement clémente.

La technologie des panneaux va aussi avoir une incidence. Les panneaux dits d'ancienne génération, moins chers, vont forcément moins produire et/ou seront sensibles aux zones d'ombres, et pour une même surface, leur rendement sera inférieur. Faisons le point sur les principales technologies.

Panneaux souples

On trouve un peu partout sur internet des panneaux solaires pour camping car ou bateau souples, peu chers à première vue, mais dont la production est également très faible. Pratique sur un bateau, l'intérêt est très limité sur un van qui dispose d'une importante surface tôlée relativement plane sur le toit. En prime, ils sont plus coûteux et forcément bien plus fragiles.

Très à la mode ces dernières années, les panneaux full black sont des panneaux monocristallins plus esthétiques car... totalement noirs. Malheureusement, cet aspect esthétique provoque également une baisse de la production. Pourquoi ? Tout simplement car un panneau photovoltaïque... n'aime pas la chaleur. Avec la température qui augmente la production baisse. Et comme le noir attire la chaleur, la production du panneau baisse...

Panneaux Back Contact

Technologie brevetée et utilisée par différents constructeurs comme LG sur son Neon que nous avons eu entre nos mains, ce type de panneaux fait passer l'électronique derrière les cellules, permettant une plus grosse exposition de celles-ci, ce qui augmente son rendement pour un même espace utilisé sur le toit. C'est actuellement ce qui se fait de mieux sur le marché. Mais c'est également le plus cher.

Attention, car certaines marques de seconde zone proposent des panneaux "Black Contact" pour tromper les acheteurs. Mais il ne faut pas s'y tromper, il s'agit d'un leurre marketing.

Un système complet

Comme on vient de le voir, pour réaliser son installation électrique au sein d'un Van, il faut bien avoir étudié la question. En plus du type de panneau et de la batterie voire du chargeur via l'alternateur, d'autres équipements sont nécessaires:

Battery Protect

Petit dispositif sur lequel on va brancher tous nos équipements, le Battery Protect va vérifier la tension de la batterie et couper les consommateurs si celle-ci s'avère trop faible. Il sera nécessaire de bien le configurer pour programmer la coupure selon le type de batterie.

Pour cela le système va se baser sur la tension. Pour autant, la tension de décharge ne sera pas la même selon le type de batterie raison pour laquelle, il sera nécessaire de bien le paramétrer. A titre d'exemple, une batterie Lithium aura une tension de 13,2V à 60% alors qu'une batterie Gel n'aura que 12,4V.

BMV

En plus du BMS externe ou interne de la batterie, ce petit équipement (pas forcément essentiel en tant que tel) va permettre de suivre la charge de sa batterie, son autonomie, et les consommateurs du véhicule. C'est en quelque sorte un outil de monitoring pour les utilisateurs. En outre, certains modèles vont aider le battery protect à déterminer si la tension de la batterie est due à une simple sollicitation (qui provoque une baisse temporaire de tension) ou à sa charge réelle. Il est également demandé pour faire jouer la garantie de la batterie.

Chargeur solaire

Cet équipement indispensable si l'on utilise un panneau solaire va permettre de convertir l'énergie du panneau solaire (qui sera en réalité autour des 40V) en 12V pour venir recharger la batterie. Vont donc venir se brancher sur les bornes du chargeur le panneau solaire ainsi que la batterie.

Quel est le prix de l'installation d'un panneau solaire sur un camping-car ?

En plus de tous les équipements que nous venons de lister, il faut aussi ajouter le câblage, différents borniers, les fusibles, et bien sur les fixations sur le toit. Le prix sera très dépendant de la batterie et du panneau solaire. Comptez au minimum 600 € pour un équipement de base, à savoir un panneau solaire peu puissant, le chargeur, le câblage, une petite batterie Gel ou AGM de 40 à 60 Ah. Pour une installation confortable (panneau 440 W, batterie Lithium de 100 Ah), comptez un budget de 2 000 €. Pour le choix de la batterie nous vous recommandons cet article.

A suivre dans un prochain dossier, la réalisation de l'installation électrique, avec paramétrage des appareils ainsi que les tests de recharge et d'autonomie.