Les engins à propulsion électrique sont d’excellents compagnons quand on voyage en véhicule aménagé : petits, agiles, plaisants à piloter… de quoi se faire plaisir en balade autour d’un beau spot, ou servir de moyen de déplacement auxiliaire pour faire quelques courses. L’ennui, c’est qu’il faut les recharger périodiquement. Pour ceux qui disposent d’une installation solaire, il est tendant de se dire que le panneau solaire va tout résoudre. Nous allons voir dans cet article ce qu’il en est dans la réalité. J’ai placé en bas de page un simulateur qui vous permettra de jouer avec les chiffres pour vous faire votre propre idée.
De quoi parlons nous précisément ?
Dans le monde du véhicule aménagé, on exprime généralement la capacité des batteries en ampère-heures, ou Ah. C’est une unité comme une autre, mais elle est directement liée à la tension. Il est plus pratique de parler en termes d’énergie que l’installation est capable de fournir : ce sont les Watt-heure, ou Wh. Cette unité est indépendante de la tension de l’installation : en fait, selon la loi de base de l’électricité disant que P = U x I, la puissance n’est autre que le produit de l’intensité (ampères) par la tension (volts). On peut donc passer de l’un à l’autre par règle de trois.
Ainsi, un fourgon équipé par exemple d’une batterie de 100Ah en 12V embarque en théorie 1200Wh que l’on peut utiliser avant que la batterie ne soit à plat (100Ah * 12V). Pas mal n’est-ce pas ?
Sauf que… non : il faut prendre soin de la batterie et ne pas la décharger de trop, sans quoi elle s’abimera définitivement au niveau chimique. Cela dépend du type de batterie :
| Technologie batterie | Décharge maximale recommandée |
|---|---|
| Plomb | 50% |
| AGM décharge profonde | 60% |
| GEL | 60% |
| Lithium | 90% |
Notre batterie de 100Ah si elle est en technologie AGM décharge profonde, ce qui est assez fréquent sur les fourgons, ne devrait donc jamais être vidée à plus de 60%, soit après avoir fourni 600Wh au lieu des 1000 que nous pensions avoir à disposition… Le lithium est nettement plus efficace, mais tellement onéreux qu’on ne le trouve que très rarement dans les fourgons. Vous êtes chanceux (ou riche !) si le votre en est équipé !
Conversion de tension
Avant de pouvoir recharger vélo ou gyro, il faut transformer le 12V continu du fourgon en 230V alternatif accepté par les chargeurs.
Inutile d’espérer recharger directement une gyroroue sur la batterie 12V du fourgon : la tension est bien insuffisante, et s’il est tentant de vouloir « booster » la tension de 12V à celle des batteries, sachez qu’un chargeur est plus qu’un simple convertisseur de tension : charger des batteries, tout particulièrement au lithium (ce qu’équipe les VAE et EDPM) demandes plusieurs phases avec des tensions et intensités bien précises. Faire n’importe quoi finit souvent en incendie de batteries…
Dans les faits, le mieux est de passer par un onduleur, qui permettra outre d’alimenter les chargeurs, de brancher également d’autres appareils domestiques. Très pratique !
L’onduleur n’a n’a pas de rôle direct dans la recharge, mais j’en parle ici car c’est un élément déterminant car il est limité en puissance : selon les modèles —son prix—, il sera capable de fournir 300W, 500W, 1000W… ce qui détermine donc la puissance maximale que l’on peut y connecter, et dans notre cas le type de chargeur.
Il peut être tentant de se dire qu’un onduleur 1000W est préférable pour y brancher un chargeur rapide, mais ce n’est pas forcément un bon choix car d’une part le prix de l’onduleur est directement lié à sa puissance, et une forte puissance instantanée diminue la quantité d’énergie totale que l’on peut obtenir des batteries pour des raisons chimiques, principalement dues à la déperdition sous forme de chaleur. Mieux vaut donc choisir un onduleur de puissance modérée, permettant de brancher les éléments que l’on souhaite (un chargeur de VAE tourne généralement autour de 250W), de prendre une marge de sécurité, sans tomber dans des puissances de type « four à micro ondes de 1500W ».
Dans mon installation j’ai opté pour un onduleur de 500VA (soit environ 400W). Mais si je lui demande réellement 400W, les batteries se déchargent très, très vite ! Dans la pratique, il est n’est guère utilisé à plus que mi-puissance.
Qui produit l’électricité ?
Dans un fourgon, l’électricité peut être produite par trois éléments :
- l’alternateur, quand le moteur tourne;
- le branchement sur secteur du fourgon tout entier, quand celui-ci dispose d’une prise de recharge. C’est le cas des fourgons « de série », les aménagés perso font parfois l’économie de cette partie là;
- le panneau solaire (et son contrôleur, indissociable).
L’alternateur, c’est ce qui recharge la batterie de démarrage du véhicule quand le moteur tourne. Une fois celle ci pleine, un composant appelé coupleur/séparateur permet de basculer la charge sur les batteries de confort. La puissance fournie par les alternateurs est très variable d’un modèle à l’autre de véhicule. On parle de 200 à 300W en général. Non négligeable mais avec l’inconvénient d’être très polluant : il faut que le moteur tourne. Quand on roule on peut en bénéficier presque gratuitement. Mais si c’est juste pour avoir 300W pauvres watts qu’on fait tourner le moteur tout entier, le bilan est catastrophique.
La seconde source, c’est le branchement sur secteur. Là, pas besoin d’un dessin : cela revient finalement à brancher son chargeur directement sur le réseau domestique. Efficace, certes, mais indisponible dans la cambrousse !
Reste le panneau solaire. C’est bien sûr lui qui nous intéresse ici, puisqu’il génère de l’électricité par son simple ensoleillement, même au milieu de nulle part ! Indissociable d’un contrôleur de charge, de préférence de type MPPT pour un maximum d’efficacité, qui s’occupe de transformer l’énergie très fluctuante que produit le panneau en quelque chose de compatible avec la charge des batteries.
Quelle que soit la source d’ou provient l’électricité, parfois plusieurs à la fois d’ailleurs, elle servira à deux choses : alimenter tous les appareils qui demandent du courant à l’instant donné, et stocker le surplus dans les batteries jusqu’à ce qu’elles soient pleines. Quand elles sont pleines, le processus s’arrête de lui même de la même manière que deux récipients remplis d’eau et connectés par un tuyau s’équilibrent naturellement à une hauteur commune.
Mettons tout ensemble
Nous avons maintenant l’ensemble des élements nécessaires au système :
- Des producteurs d’électricité, en 12V.
- Des batteries, qui agissent comme des tampons pour avoir une source de courant constante et fiable sur la durée
- Un convertisseur de tension de 12V continu à 230V alternatifs, pour avoir du courant comme à la maison.
- Un chargeur 230V adapté à l’engin que l’on veut recharger
- L’engin à recharger avec sa batterie plus ou moins à plat.
Avec tous ces composants, on peut brancher le chargeur sur l’onduleur, puis à l’appareil à recharger, et si le chargeur n’est pas d’une puissance déraisonnable, ça commencera à faire son travail. Est-ce que cela pourra recharger à 100% ? Cela dépend de combien d’énergie il faut fournir, et donc indirectement de la capacité du panneau à apporter un maximum d’énergie pour épargner les batteries durant la période de charge.
Le simulateur
Ce simulateur vous permet de tester de façon très approximative la faisabilité de recharge de votre appareil sur votre installation. Il n’est pas destiné à dimensionner une installation solaire, ne prenant en compte que la consommation de la recharge de votre appareil et non les autres consommateurs comme le frigo/la glacière, la pompe à eau, l’éclairage, etc.
Pour l’utiliser, commencez par saisir les données sur l’installation. On ne s’intéresse pas ici à la capacité de vos batteries, seulement à leur tension (pour les conversions Wh / Ah). A vous de voir ensuite si vos batteries tiendront le choc ou non.
Saisissez ensuite la puissance maximale de votre installation solaire. C’est généralement le chiffre que vous aura donné le vendeur.
Indiquez ensuite les caractéristiques de la batterie de l’engin à recharger. Au choix, saisissez directement sa capacité en Wh si vous la connaissez (cas des VAE et gyroroue), ou saisissez tension et capacité en Ah (cas pour les e-trottinettes). Saisissez également la durée que prend une recharge complète (c’est généralement une donnée constructeur, mais si vous l’avez mesurée ça marche aussi).
Enfin, pour tenir compte de l’imperfection des choses, vous pouvez modifier l’efficacité du système global. La valeur de 60% est une approximation générique (et peut être optimiste, les chargeurs peuvent être particulièrement inefficaces, moins de 50% parfois : quel gâchis) : un bon onduleur a une efficacité de 95% environ, un chargeur autour de 66% et il y a une perte de l’ordre de 5% au niveau des batteries, ce qui fait 95% x 66% x 95% = 60 %
Enfin, jouez avec les paramètres du scénario pour tester votre installation dans différentes configurations de décharge de l’appareil à recharger (donc de charge à assurer), mais aussi d’ensoleillement. Les valeurs d’ensoleillement sont issues de ma propre expérience mais n’ont aucune valeur officielle. Pour passer ouvre ce facteur, choisissez l’option « Ignorer » qui considèrera un jour infini avec un soleil au zénith en permanence.
Le bloc Résultat vous indiquera enfin combien d’énergie votre système devra fournir au chargeur pour que l’appareil soit rechargé à 100%, et vous indiquera combien pourra provenir du panneau solaire et des batteries.
Disclaimer: ce simlulateur est donné à titre purement informatif pour fixer des ordres de grandeur. Il n’est en aucun cas assez précis pour dimensionner une installation. Faites appel à un professionnel pour évaluer complètement et correctement les besoins et solutions disponibles. Ceci étant dit…
| Batteries du fourgon | |
|---|---|
| Tension des batteries | |
| Installation solaire | |
| Capacité totale maximale des paneneaux (Watt-crète, ou Wc) | Wc |
| Engin à recharger | |
| Capacité totale de sa batterie | Wh |
| Ou alternativement | V |
| Ah | |
| Durée d’une charge complète | hminutes |
| Système global | |
| Rendement énergétique général (conversion 12v/230V, chargeur, efficacité stockage engin) |
% |
| Scénario | |
|---|---|
| % de batterie restant dans l’engin à recharger | % |
| Type d’ensoleillement | |
| Résultat | |
|---|---|
| Votre installation solaire produira sur une journée complète | Wh heures de soleil à % de puissance en moyenne |
| L’énergie à apporter pour recharger l’engin, sans tenir compte des pertes, est de | Wh |
| En tenant compte des pertes, l’énergie à apporter est de | Wh |
| L’installation solaire participera à hauteur de | Wh |
| Les batteries seront solicitées au cours de la recharge à hauteur de (*) | Wh (ou Ah) |
(*) Quand la puissance demandée par le chargeur dépasse celle que peut produire le panneau solaire, les batteries du van viennent compenser le manque. Mais lorsque l’engin est chargé et qu’il reste de l’ensoleillement, alors les batteries du van seront rechargées, dans la mesure de « ce qu’il reste de la journée »
En conclusion
La réponse à la question de la recharge dans un fourgon / camping car d’un vélo ou d’un EDPM sans être branché sur le secteur n’est pas simple. Néanmoins comme nous l’avons vu tout au long de cet article, certaines choses sont possibles mais on ne fait pas de miracle : inutile d’espérer recharger une gyroroue de 3000Wh avec un panneau solaire de 150W, il faudrait des jours entiers d’ensoleillement pour produire autant d’énergie !
En choisissant bien le moment ou je lance la recharge de mon VTT (en début de journée, par temps ensoleillé), grâce au panneau de 350W que j’ai installé je peux aisément le recharger. Les batteries seront mises à contribution, mais il restera assez de soleil sur le reste de la journée pour refaire le plein des batteries. Cela ne fonctionne évidemment que s’il y a du soleil pendant de nombreuses heures dans la journée. En hiver, tout est plus compliqué et bien souvent c’est l’alternateur pendant que je roule qui va servir à refaire le plein des batteries…
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