Recharger une voiture électrique avec des panneaux solaires est parfaitement envisageable. Mais une question revient toujours sur le terrain : combien de panneaux faut-il installer pour couvrir les besoins du véhicule, surtout lorsque l’on ajoute une batterie de stockage ?
La réponse dépend de plusieurs paramètres : kilométrage quotidien, consommation de la voiture, puissance des panneaux, orientation de la toiture, région, rendement de l’onduleur et capacité de la batterie. Il n’existe donc pas un nombre universel de panneaux. En revanche, il est possible de réaliser un dimensionnement fiable avec quelques données simples.
Dans cet article, nous allons examiner un cas concret de recharge solaire, avec et sans batterie, puis voir comment choisir un système solaire hybride cohérent pour la maison et la voiture.
La consommation réelle d’une voiture électrique
Avant de parler de panneaux solaires, il faut connaître l’énergie nécessaire pour parcourir les kilomètres prévus. Une voiture électrique consomme généralement entre 14 et 22 kWh pour 100 km, selon son poids, sa vitesse, la température et le type de trajet.
Une citadine légère pourra se contenter d’environ 15 kWh/100 km. Un SUV électrique ou un véhicule roulant principalement sur autoroute dépassera plus facilement 20 kWh/100 km. À cette consommation s’ajoutent les pertes liées à la recharge, généralement comprises entre 10 et 15 %.
Prenons une base réaliste :
- Distance parcourue : 50 km par jour
- Consommation du véhicule : 18 kWh/100 km
- Énergie réellement consommée sur la route : 9 kWh par jour
- Pertes de recharge et de conversion : environ 15 %
- Énergie à produire : environ 10,3 kWh par jour
Sur une année de 220 jours d’utilisation, cela représente près de 2 266 kWh à fournir pour les déplacements professionnels ou quotidiens. Si la voiture roule tous les jours, le besoin peut naturellement dépasser 3 000 kWh par an.
Combien produit un panneau solaire ?
Un panneau solaire résidentiel actuel affiche souvent une puissance comprise entre 400 et 500 Wc. Cette puissance, exprimée en watts-crête, correspond aux conditions de laboratoire. Sur une toiture réelle, la production varie selon l’ensoleillement, l’orientation, l’inclinaison, les ombrages et la température.
En France, un panneau de 450 Wc correctement installé peut produire approximativement :
- Entre 450 et 550 kWh par an dans le nord du pays
- Entre 550 et 650 kWh par an dans une zone centrale
- Entre 650 et 750 kWh par an dans le sud
Ces valeurs restent des ordres de grandeur. Une cheminée, un arbre ou une toiture mal orientée peuvent réduire la production. C’est ici que le monitoring énergétique prend tout son intérêt : il permet de comparer la production solaire, la consommation de la maison, la recharge de la voiture et l’état de la batterie.
Pour simplifier les calculs, retenons une production moyenne de 600 kWh par an pour un panneau de 450 Wc. Un véhicule nécessitant 2 266 kWh par an demanderait donc environ :
2 266 ÷ 600 = 3,8 panneaux
Sur le papier, quatre panneaux suffiraient à produire l’énergie annuelle nécessaire. Dans la pratique, ce dimensionnement est trop juste, surtout si l’objectif est de recharger régulièrement la voiture avec de l’énergie solaire stockée.
Pourquoi quatre panneaux ne suffisent pas toujours
Le calcul annuel cache une réalité importante : les panneaux ne produisent pas la même quantité d’électricité chaque jour. En été, une installation de quatre panneaux peut générer une belle quantité d’énergie. En décembre, la production quotidienne peut devenir très faible.
Or, la voiture doit souvent rouler toute l’année. Une batterie de stockage permet de déplacer l’énergie produite en journée vers la recharge du soir, mais elle ne crée pas d’électricité. Si plusieurs journées grises se succèdent, elle finit par se vider.
Il faut également réserver une partie de la production aux usages de la maison : réfrigérateur, éclairage, informatique, pompe à chaleur, ballon d’eau chaude ou équipements professionnels. Consacrer 100 % du solaire à la voiture est rarement réaliste.
Dans notre exemple de 50 km par jour, une installation raisonnable pourrait se situer autour de :
- 6 panneaux de 450 Wc pour couvrir une partie significative des besoins de recharge
- 8 panneaux de 450 Wc pour viser une meilleure couverture annuelle
- 10 à 12 panneaux de 450 Wc si la voiture roule beaucoup et que la maison possède déjà des consommations importantes
Avec huit panneaux, la puissance installée atteint 3,6 kWc. La production annuelle théorique se situe autour de 4 800 kWh dans une zone moyenne. Cette capacité permet de couvrir les besoins de recharge de notre exemple, tout en conservant une marge pour la maison et les pertes du système.
Le rôle de la batterie de stockage
Sans batterie, la recharge solaire dépend directement des horaires de production. La voiture est souvent absente en journée, précisément lorsque les panneaux produisent le plus. Elle revient en fin d’après-midi ou le soir, au moment où la production chute. C’est le paradoxe classique de l’autoconsommation.
Une batterie de stockage sert à conserver l’énergie solaire produite pendant les heures ensoleillées. Elle peut ensuite alimenter la borne de recharge lorsque la voiture est stationnée.
Pour une recharge quotidienne de 10 kWh, il ne faut pas forcément installer une batterie de 10 kWh. En effet, la batterie ne doit pas être vidée complètement, et des pertes apparaissent lors de la conversion. Avec une profondeur de décharge de 90 % et un rendement global proche de 90 %, une batterie de 14 à 15 kWh utiles peut fournir environ 10 à 11 kWh réellement disponibles.
Dans une maison classique, les capacités suivantes sont souvent pertinentes :
- 5 à 10 kWh : appoint pour les consommations du soir et une recharge partielle
- 10 à 15 kWh : bon compromis pour une voiture utilisée quotidiennement
- 15 à 25 kWh : besoin élevé, grande voiture, faible production hivernale ou recherche d’autonomie renforcée
Une batterie trop petite sera saturée rapidement en journée, ce qui entraînera une injection du surplus sur le réseau. Une batterie trop grande sera plus coûteuse et restera parfois sous-utilisée en hiver. Le bon dimensionnement consiste à trouver un équilibre entre production solaire, consommation domestique et profil de recharge.
Exemple de dimensionnement complet
Imaginons une maison située dans le centre de la France, équipée d’une voiture consommant 18 kWh/100 km. Le propriétaire parcourt 50 km par jour et souhaite recharger principalement grâce au solaire.
Le besoin quotidien est estimé à 10,3 kWh après prise en compte des pertes. Sa maison consomme déjà 8 kWh par jour, soit environ 2 920 kWh par an. Le besoin total approche donc 5 200 kWh annuels.
Avec des panneaux de 450 Wc produisant chacun 600 kWh par an, il faudrait théoriquement :
5 200 ÷ 600 = 8,7 panneaux
Le choix pratique sera donc de poser 10 panneaux de 450 Wc, pour une puissance totale de 4,5 kWc. Cette installation produira environ 6 000 kWh par an dans des conditions correctes, avec une marge destinée aux pertes, aux variations météo et aux consommations imprévues.
Pour le stockage, une batterie de 15 kWh peut convenir. Elle absorbera une partie de la production solaire en journée et permettra de recharger la voiture en soirée. La capacité exacte devra toutefois être validée avec les habitudes de présence, les horaires de recharge et les autres appareils électriques.
Quel onduleur pour alimenter une voiture électrique ?
Le choix de l’onduleur est souvent sous-estimé. Pourtant, il constitue le centre de pilotage du système solaire. Dans une installation avec batterie, un onduleur hybride est généralement plus adapté qu’un onduleur photovoltaïque classique.
L’onduleur hybride gère plusieurs flux :
- Production des panneaux solaires
- Alimentation directe de la maison
- Charge et décharge de la batterie
- Alimentation de la borne de recharge
- Injection éventuelle du surplus vers le réseau
Pour une installation de 4,5 kWc, un onduleur hybride de 5 kW peut convenir dans de nombreux cas. Mais il faut vérifier la puissance de la borne. Une recharge monophasée à 7,4 kW peut dépasser la puissance instantanée de l’onduleur. Cela ne signifie pas que le système est impossible, mais la borne devra être pilotée pour compléter avec le réseau ou limiter sa puissance.
Une recharge à 3,7 kW est souvent plus facile à intégrer dans une installation solaire résidentielle. Elle prend davantage de temps, mais une voiture reste généralement stationnée plusieurs heures. Comme dans l’ancien temps où l’on préparait un outil avant de partir à l’atelier, la régularité compte davantage que la puissance maximale.
Recharge directe, batterie ou réseau : quelle stratégie choisir ?
La recharge solaire peut fonctionner selon plusieurs modes. Le premier consiste à utiliser directement la production des panneaux. Cette solution est économique, mais elle exige que la voiture soit présente pendant les heures ensoleillées.
Le second mode consiste à charger la batterie domestique avant de recharger le véhicule. Le système offre davantage de souplesse, mais les conversions successives entraînent des pertes. L’énergie passe des panneaux à la batterie, puis de la batterie à la borne et enfin à la batterie de la voiture.
Le troisième mode est hybride : la borne utilise le solaire disponible, la batterie complète si nécessaire et le réseau intervient lorsque la puissance manque. C’est souvent le fonctionnement le plus confortable au quotidien.
Un système de gestion intelligent peut donner la priorité aux usages de la maison, puis à la batterie, puis à la voiture. Cette logique doit être personnalisable. Certains utilisateurs préfèrent conserver la batterie pleine pour une coupure de réseau, tandis que d’autres privilégient la mobilité.
Ne pas oublier la recharge en hiver
Le dimensionnement doit être étudié sur les mois les moins favorables. En hiver, une installation de 4,5 kWc peut produire beaucoup moins qu’en été, tandis que la consommation de la voiture reste stable, voire augmente avec le chauffage et les températures basses.
Si l’objectif est l’autonomie complète toute l’année, il faudra surdimensionner le champ solaire, augmenter la capacité de stockage ou conserver une alimentation réseau en complément. Pour certains sites isolés, un groupe électrogène associé à un onduleur hybride et à un ATS peut aussi assurer la continuité lorsque plusieurs jours de mauvais temps réduisent la production.
L’ATS de secours automatique bascule alors la source d’alimentation sans intervention manuelle. Cette configuration est particulièrement pertinente pour une maison autonome, un atelier ou un bâtiment professionnel où la recharge et les équipements essentiels ne doivent pas être interrompus.
Les erreurs fréquentes lors du calcul
- Calculer uniquement la consommation de la voiture sans intégrer la maison
- Utiliser la puissance crête des panneaux comme s’il s’agissait d’une production permanente
- Oublier les pertes de l’onduleur, de la batterie et de la borne
- Dimensionner sur la moyenne estivale au lieu d’étudier l’hiver
- Installer une batterie très importante sans vérifier la production solaire disponible
- Choisir une borne plus puissante que ce que l’installation peut fournir
- Négliger les ombrages et les différences d’orientation entre les panneaux
Le nombre de panneaux n’est donc qu’un élément du projet. Un kit solaire destiné à la recharge d’une voiture doit être étudié comme un ensemble : panneaux, protections électriques, onduleur, batterie, borne et système de supervision.
Le bon ordre de grandeur à retenir
Pour une voiture parcourant environ 50 km par jour, une installation de 6 à 10 panneaux de 450 Wc constitue une base cohérente. Six panneaux couvriront une partie importante des besoins, tandis que huit à dix panneaux offriront davantage de marge pour la maison, les pertes et les périodes moins productives.
Une batterie de 10 à 15 kWh peut ensuite améliorer fortement l’autoconsommation, à condition que l’onduleur hybride et la borne soient correctement dimensionnés. Pour des trajets plus longs, un véhicule plus gourmand ou une volonté d’autonomie élevée, il faudra plutôt envisager 10 à 14 panneaux, voire davantage après étude du site.
Le meilleur projet n’est pas nécessairement celui qui possède le plus grand nombre de panneaux. C’est celui qui correspond au profil réel de conduite, aux horaires de présence et aux objectifs du foyer. Une installation bien pilotée, surveillée par un système de monitoring énergétique et dimensionnée avec une marge raisonnable produira souvent de meilleurs résultats qu’un équipement surdimensionné mais mal exploité.
