Chargeur de voiture électrique à énergie solaire : dimensionnement des panneaux, stockage de la batterie et choix du chargeur

Une voiture électrique de 60 kWh garée à côté d’un toit de 6 kW semble être l’association parfaite. Dans la pratique, la plupart des propriétaires facturent toujours sur le réseau le soir, car le boîtier mural est dimensionné pour la voiture et non pour le système solaire. Un chargeur de voiture électrique à énergie solaire est une décision système, pas un achat de matériel : les panneaux, la batterie de stockage et la puissance de charge doivent tous correspondre. La logique est assez simple pour être vérifiée avec quelques calculs avant de dépenser de l'argent, et cet article passe en revue exactement ces calculs.

Qu’est-ce qu’un chargeur EV à énergie solaire

Un chargeur de voiture électrique à énergie solaire n’est pas un simple appareil. Il s'agit d'une chaîne d'équipements : des panneaux photovoltaïques génèrent de l'électricité en courant continu, un onduleur solaire la convertit en courant alternatif domestique, une batterie domestique stocke le surplus d'énergie et une pile de recharge pour véhicules électriques fournit cette énergie à la voiture en cas de besoin. L'unité murale est techniquement un EVSE (équipement d'alimentation pour véhicule électrique) plutôt qu'un chargeur, car la conversion AC-DC s'effectue à l'intérieur du chargeur embarqué du véhicule. Cette distinction est importante lorsque l’on compare des produits : la spécification de la pile de chargement est la partie la moins intéressante du système.

Les chargeurs solaires portables existent, mais ils résolvent un problème différent. Un panneau rabattable de 200 W produit environ 1 kWh par temps clair, ce qui représente environ 5 km de conduite pour un véhicule électrique moyen. Le seul moyen pratique de faire fonctionner une voiture à l’énergie solaire est un panneau fixe combiné à un boîtier mural. Le reste de ce guide se concentre donc sur cette configuration.

Les deux premières architectures vous donnent un contrôle direct sur la part solaire de votre recharge. Le troisième est populaire sur les marchés de facturation nette, mais n’alimente pas réellement la voiture à partir des panneaux en temps réel.

Dimensionnement des panneaux, stockage et taux de charge selon le même objectif

Commencez par ce que consomme la voiture, pas par le chargeur. Un véhicule électrique typique consomme environ 15 à 20 kWh aux 100 km. Ce chiffre unique détermine toutes les autres décisions du système.

• Pour 15 000 km par an à 18 kWh aux 100 km, la voiture a besoin d'environ 2 700 kWh par an.
• En Europe centrale et septentrionale, un kWc de photovoltaïque produit environ 900 à 1 100 kWh par an, donc environ 3 kWc de panneaux couvrent la totalité de la consommation annuelle de la voiture.
• Si la maison est déjà équipée d’énergie solaire, la question restante est de savoir dans quelle mesure cette production coïncide avec les heures où la voiture est branchée.

Les pertes de charge compliquent légèrement ce calcul. Une session de recharge CA typique perd 5 à 10 % de l'énergie pendant la conversion et le chauffage du câble, de sorte que le chiffre annuel de 2 700 kWh se traduit par environ 2 900 à 3 000 kWh tirés du système solaire ou du réseau. Le dimensionnement des panneaux doit donc inclure une petite marge d’environ 10 pour cent.

De quelle quantité de batterie vous avez réellement besoin

Le stockage modifie le calcul. Une batterie utilisable de 10 kWh couvre environ 50 à 70 km de recharge en soirée, ce qui est suffisant pour la plupart des trajets quotidiens. Sans stockage, une boîte murale ne peut utiliser que le surplus solaire existant au moment précis de la recharge, de sorte qu'une voiture branchée à 18h00 consommera presque certainement l'énergie du réseau même après une journée ensoleillée.

Pour un ensemble résidentiel complet, un système tel que le Kit photovoltaïque 8 kW avec stockage 10 kWh couvre à la fois la génération et le tampon requis par une configuration de recharge de VE. Le kit alimente également les charges de la maison, de sorte que le chargeur puise dans le surplus partagé plutôt que d'avoir besoin de son propre réseau dédié.

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Adaptation du chargeur à la capacité de production

La puissance du chargeur doit correspondre au réseau et à la batterie, et non au taux d'acceptation maximum de la voiture. Un chargeur de 7,3 kW a besoin du système pour maintenir une puissance constante de 7,3 kW. Un générateur de 5 kWc avec une batterie de 10 kWh vide sa réserve en environ 80 minutes à ce rythme avant que l'alimentation du réseau ne prenne le relais. C'est acceptable si vous chargez pendant les pics solaires de midi ; cela devient un défaut de conception si vous vous attendez à ce que le boîtier mural fonctionne à plein régime à partir d'un petit réseau.

Pour une présentation détaillée avec des exemples concrets pour différentes tailles de voitures et kilométrages annuels, consultez notre guide sur de combien de panneaux solaires avez-vous besoin pour recharger les véhicules électriques .

Choisir le chargeur EV : niveaux de puissance CA et options de connecteur

Les installations solaires domestiques utilisent des piles de recharge CA, et non des chargeurs rapides CC. Les options pratiques sont 7,3 kW sur un raccordement monophasé et 11 kW ou 22 kW sur un raccordement triphasé. Les piles DC à partir de 30 kW appartiennent aux stations publiques et aux dépôts commerciaux ; en câbler un dans une maison ajoute des pertes de conversion et des coûts et accélère rarement la charge de la voiture, car le chargeur intégré fixe de toute façon la limite.

Dans le domaine de la recharge CA, la distinction entre prise et prise est plus importante que ce à quoi s’attendent la plupart des acheteurs. Une version à fiche maintient un câble attaché attaché à la pile, de sorte que le conducteur ne connecte qu'une seule extrémité à la voiture. Une version avec prise nécessite que le conducteur transporte son propre câble, ce qui convient aux ménages possédant deux voitures utilisant des normes de connecteurs différentes.

Pour un ménage typique possédant une seule voiture, le Chargeur EV domestique de 7,3 kW avec prise de charge couvre la grande majorité des scénarios de nuit et de midi et fonctionne sur la plupart des connexions monophasées existantes. Si la maison dispose déjà d'une alimentation triphasée et que le générateur solaire exporte régulièrement le surplus pendant la journée, le Chargeur EV 11 kW avec prise de type 2 réduit le temps de charge d'un tiers et exploite davantage les pics de lumière du jour.

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Pour un foyer composé de deux voitures, une pile à double puissance de 22 kW évite le coût d'une deuxième boîte murale, mais seulement si le raccordement triphasé et le réseau peuvent réellement l'alimenter. Sinon, vous achetez une capacité de charge que le système solaire ne peut pas fournir. Les compromis techniques entre une charge CA plus lente et une charge CC plus rapide sont expliqués dans notre comparaison de Chargement CA ou CC , qui mérite d'être lu avant de choisir entre les types de pieux.

Vérifications pratiques avant installation

La plupart des problèmes d'installation remontent à trois points vérifiables :

1. Vérifiez l'approvisionnement entrant du bâtiment. Les recharges de 11 kW et 22 kW nécessitent une connexion triphasée ; un chargeur monophasé de 7,3 kW est la valeur par défaut sûre pour les maisons plus anciennes.
2. Vérifiez la limite du chargeur embarqué de la voiture. De nombreux véhicules électriques n'acceptent que 7,3 kW ou 11 kW CA, donc une pile de 22 kW les charge toujours à leur limite interne inférieure.
3. Vérifier la gestion des surplus. La pile de recharge doit pouvoir augmenter la puissance en fonction du surplus solaire, sinon la batterie domestique se videra avant le pic du soir.

La compatibilité des connecteurs mérite attention avant de commander. La plupart des véhicules électriques européens utilisent le type 2 pour la recharge CA, mais la disposition des câbles et la position du port de recharge sur la voiture peuvent changer la version de pile la mieux adaptée. Vérifiez l'emplacement du port par rapport à la position proposée du pieu avant le montage, en particulier dans les garages étroits ou les espaces de stationnement partagés.

L’évaluation du boîtier est la prochaine considération pratique. Une pile de chargement classée IP65 ou supérieure peut être montée à l'extérieur, à côté de la place de parking, ce qui évite de longs passages de câbles dans la maison. L'installation à l'intérieur protège l'unité des intempéries mais augmente les coûts de câblage si l'aire de stationnement est éloignée du panneau électrique.

Les installations réelles sont rarement aussi propres que le schéma de câblage. Nous en avons documenté un terminé Mallette d'installation d'une pile de recharge pour véhicules électriques cela montre comment l'équipement, la connexion électrique et les conditions physiques du site se combinent dans la pratique.

La conclusion est la même pour chaque projet : l’achat d’un chargeur de voiture électrique à énergie solaire n’est pas une question de boîtier mural. Il s’agit de savoir si le réseau, la batterie de stockage et la borne de recharge sont dimensionnés pour le même kilométrage annuel et le même programme quotidien. Si tel est le cas, même une modeste pile de 7,3 kW offre une véritable consommation d’énergie solaire. S'ils ne le sont pas, aucun chargeur, aussi puissant soit-il, ne peut changer la provenance des électrons .