Une installation solaire optimale pour le camping car

Rien n'est plus simple quand on sait !

L'objet de cet article est de vous aider à penser votre installation solaire d'environ 300W en 12V, destinée à vous donner une autonomie électrique totale l'été, et en grande partie en automne et au printemps, mais à une condition : c'est d'avoir un parc batterie d'au moins 150 Ah.

On sera en 12V entre le régulateur et les panneaux (ce qui veut dire que les panneaux sont branchés en parallèle), sachant qu'on peut facilement être en 24V (ce qui veut dire que les panneaux sont branchés en série) ; le 24V permet de diviser la section des fils par 2 pour une intensité donnée par rapport au 12V (uniquement entre les panneaux et l'entrée du régulateur).

Rien ne vous empêche d'installer plus de puissance (ou moins), vous saurez comment faire !

Cet article est complémentaire de mes articles suivants :
Faut-il acheter des panneaux solaires ?
Quel régulateur pour mes panneaux solaires ?

Je rappelle qu'une installation solaire est on ne peut plus simple, car on a la chaîne linéaire :
PANNEAU SOLAIRE---->REGULATEUR---->BATTERIE de service

Nous verrons successivement :

• les caractéristiques des panneaux solaires
• ce qu'on ne vous dit pas sur le matériel solaire
• quels matériels solaires choisir ?
• Comment faire une bonne installation

Les caractéristiques des panneaux solaires

Chaque panneau solaire a des caractéristiques qui sont fournies par le fabriquant ; sur leur dessous, normalement, une étiquette les rappelle.

Sur de nombreux sites web, les caractéristiques ne sont pas fournies ce qui est fâcheux. Donc je déconseille d'acheter dans ce cas (ou alors téléphonez ou bien écrivez).

Les caractéristiques qui nous intéressent sont (entre parenthèses : nom Anglais et abréviation) :

• la tension nominale (nominal voltage) : elle est de 12V ou 24V pour les camping car ;
  un panneau de 24V n'est jamais que 2 panneaux 12V montés en série (la surface est équivalente).
• la puissance nominale (nominal potential power - WP) : c'est la puissance maximum qu'il peut fournir à la tension nominale ; c'est celle qui est indiquée sur les brochures
• l'intensité de court circuit (short-circuit current - Isc) : c'est l'intensité maximum du courant délivré par le panneau ; elle permet de dimensionner le régulateur
• la tension maximum ou de charge (maximum power voltage - Vpm) : c'est la tension qui permet de délivrer la puissance maximum réelle ; en éclairement maximum, c'est cette tension qui est en entrée du régulateur
• l'intensité maximum ou de charge (maximum power current - Ipm) c'est l'intensité  observée à la tension de charge ;  en éclairement maximum, c'est ce courant qui est en entrée du régulateur
• les dimensions du panneau solaire
• le rendement des cellules ; 15% est une bonne valeur
• la section des fils de raccordement : 2,5 mm2 ou 4, ou 6 selon les panneaux

Exemple pour un panneau solaire de 150W/12V de qualité :

• Vpm = 17,5V (selon les constructeurs, peut aller jusqu'à 23V ; au dessus on a affaire à un panneau solaire de 24V)
• Ipm  = 8,25A
• Isc    =9,13A

Ce qu'on ne vous dit pas sur le matériel solaire

• la puissance réelle est toujours inférieure à la puissance nominale :
  puissance réelle = tension maximum(Vpm) * intensité maximum(Ipm)
  pour le panneau solaire 150W de notre exemple, la puissance réelle est de :
  Ppm = Vpm x Ipm = 17,5 x 8,25 = 144W
  Donc 300W de panneaux solaires achetés fournissent au plus : 144 x 2 = 288W
  Vous pouvez maintenant calculer la puissance réelle du panneau solaire que vous convoitez, et faire ainsi des comparaisons
• On peut assembler des panneaux solaires de puissances différentes mais encore faut-il les brancher en parallèle. Pour un branchement série, les panneaux doivent avoir la même puissance (l'Ipm ne change pas, les tensions s'ajoutent).
  En parallèle, pour les calculs, on fait la somme des Ipm (la tension ne change pas).
• on peut assembler des panneaux de marques différentes
• seul un régulateur MPPT de qualité permet de tirer le maximum de plusieurs panneaux solaires
  Si nous mettons 2 panneaux solaires de 150W sur le toit, branchés en parallèle reliés à un régulateur MPPT :
• en entrée du régulateur on aura au maximum comme tension et courant : Vpm et (Ipm+Ipm) soit 17,5V et 16,5A (les fils + des panneaux solaires sont branchés ensembles, et de même pour les fils -)
• en sortie du régulateur on aura au maximum pour 13,8V de tension :
  Ppm/13,8= 288/13,8 = 20A

          Avec un régulateur PMW on aurait 16,5A, c'est à dire uniquement le courant d'entrée du régulateur.
       

• Un régulateur MPPT est plus efficace si les panneaux sont branchés en série
  Pour une maison c'est toujours le choix à faire. Mais le camping car est mobile et si 2 panneaux sont branchés en série et que l'un est un peu à l'ombre des arbres, l'ensemble ne produit plus rien. Alors que branchés en parallèle, le panneau au soleil seul produit.
• la section des fils de 2,5 mm2 est insuffisante dans de nombreux cas
  Pour les panneaux de puissance inférieure à 120W, pas de problème avec une section de 2,5mm2.
  Pour ceux de plus de 120W, il faut au minimum du 3mm2, sauf si la distance entre le panneau solaire et la batterie de service est inférieure à 2 mètres (exemple : INOVTECH met du 4mm2 pour ses panneaux à partir de 120W dans sa gamme supérieure).
• Il existe des normes pour la résistance à la grêle
  Les normes qui garantissent cette résistance à la grêle sont les normes n°CEI 61215, n°CEI 61646 et n°CEI 61730. Elles obligent les fabricants à réaliser des tests en condition extrêmes, telles qu’un grêlon de 1,25cm de diamètre maximum lancé à 140km/h ne puisse casser un panneau solaire photovoltaïque.
• un panneau solaire chauffe
  25°C de température extérieure donne une température de 40°C sous le panneau à plein ensoleillement et autant de degrés de plus que l'accroissement de température extérieure (35°C extérieur donne 50°C sous le panneau). Heureusement la lame d'air entre le toit et le dessous du panneau assure un bon refroidissement.
  Ces chiffres sont à diviser par deux pour les panneaux souples qui eux n'ont aucune ventilation puisqu'ils sont collés à même le toit.
  Pour plus de précisions, lire la page du blog.
• un panneau solaire doit être équipé d'une diode anti-retour ; tous les panneaux de qualité en ont une, mais encore faut-il le vérifier

Quels matériels solaires choisir ?

Pour bien comprendre cette section, il vous faudra peut être consulter mon article quels fils électriques pour mon camping car.

• dimensionnement du régulateur MPPT
  On fait la somme des intensités de court circuit ; on multiplie le tout par 1,3 ; dans notre exemple, cela nous donne : (9,13 + 9,13) x 1,3 = 18,26 x 1,3 = 23,7A minimum ; donc un régulateur de 25A est suffisant ; mais les fabricants offrent des 20 ou des 30A, c'est donc un 30A qu'il faut choisir.
  Les borniers doivent permettre de fixer des fils de 10 mm2 à minima.
  
  On pourrait mettre un régulateur par panneau solaire : c'est possible si on met des régulateurs PWM (mais dans ce cas on produit moins de courant) . C'est déconseillé avec un régulateur MPPT, car il est moins efficace s'il gère un seul panneau solaire de 36 cellules.
  NOTA :
  Les régulateurs de qualités permettent de limiter l'intensité reçue en entrée à la valeur du régulateur. Si un régulateur de 30A reçoit 60A, il va délivrer 30A. C'est très intéressant car on peut ainsi surdimensionner watts solaires pour avoir une bonne production d'électricité hors saison, tout en protégeant bien la batterie
• dimensionnement des fils électriques
• entre 1 panneau solaire et le régulateur pour un travail en 12V
  Dans notre exemple : le courant maximum fourni par chaque panneau solaire est de Isc=9,13A.
  Donc pour un fil de 4mm2 de section, la distance maximum à ne pas dépasser pour ce courant est de 4,5m (selon l'abaque de calcul de section de fils).
  Si on a 4 mm2 de fil et que l'on veut dépasser 4,5m de longueur, on choisira de travailler en 24V ce qui nous permettra une longueur maximum de 9m (les panneaux sont alors branchés en série)
• entre le régulateur et la batterie de service (toujours en 12V)
  le courant maximum fourni par les 2 panneaux en sortie de régulateur est de 20A.
  Si la distance entre le régulateur et la batterie de service est :
  - de 4m, il faudra des fils de 8mm2 de section minimum
  - inférieure à 2m, il faudra des fils de 4mm2 minimum
• choix de la technologie du panneau solaire
  Il faut choisir des panneaux solaires monocristallins dont le rendement approche 15%.
  Les polycristallins ont un rendement inférieur, mais sont moins chers.
  Les flexibles ont un rendement identique, mais un prix qui est le double.
  Vous trouverez un choix de panneaux flexibles chez wattuneed. Un site web pour les modèles : BigShip.
  Les panneaux solaires dits "black matrix" ont un rendement jusqu'à 21%, mais ils sont beaucoup plus chers ; un black matrix (ou back contact, ou black cristal) de 130W ne donnera pas plus de courant qu'un 140W traditionnel ; on le choisira uniquement pour ses dimensions  plus réduites si le besoin s'en fait sentir, ou si le prix est soldé.

• Vous pouvez acheter 2 kits, à condition d'acheter en plus un régulateur MPPT (250€).
  A vous de faire des comparaisons, car ces kits ont souvent un prix avantageux.
  Sinon il faut acheter les panneaux, les supports, la colle, le régulateur MPPT, le passe toit double (ou 2 passes toits simples) et le câble de 2 fils  pour aller du régulateur à la batterie de service.
• matériel pour maison ou non ?   Les panneaux solaires pour la maison (site isolé) ont des fils de 6mm2 de section avec des connecteurs permettant de les relier facilement appelés MC4 ; on trouve des doubleurs MC4
  
  
  qui permettent de mettre en parallèle ou en série les panneaux sur le toit (selon la tension désirée) et non au niveau du régulateur ; dans ce cas, il suffit d'un passe toit pour un seul câble.
  Le matériel pour la maison est une très bonne solution, c'est le coût qui fait la différence
• acheter d'occasion ou non ?
  la technologie évolue vite, il y a 5 ans les panneaux avaient un rendement inférieur, mais surtout ils étaient beaucoup plus chers ; les vendeurs qui ne suivent pas l'évolution des prix proposent souvent l'occasion au prix du neuf. A vous de choisir, mais soyez vigilants !
  Si vous achetez sur internet, déballez complètement le panneau devant le livreur pour voir s'il n'a pas été cassé pendant le transport.
• quelles marques acheter ?
  Pour les panneaux solaires :
  Eviter de préférence les produits conçus et réalisés en Chine, à l'exception de quelques marques. Les panneaux VICTRON distribués par les magasins Bigship sont à des prix corrects.
  Demandez la conformité aux normes Françaises anti-grêle.
  Voir la liste critique des marques.
  
  Modification de 2016 : La revue Voile magazine de Juillet 2016 a fait une étude sérieuse sur les panneaux solaires et les marques fiables pour les bateaux sont :
  - Amsolar, Unitek (fabrication Chine)
  - Solara (fabrication Allemagne)
  - Sunpower (fabrication Etats Unis)
  Ces marques sont distribuées par Bigship, Uship, Accastillage Diffusion et Seatronic.
• quels instruments de mesure ?
  Voir mon article : superviser efficacement son installation solaire
  
  Pour les régulateurs :
  voir mon article Quel régulateur pour mes panneaux solaires ?

Ou acheter son matériel ?

Votre accessoiriste est une piste à privilégier, mais avant, renseignez vous des prix sur internet.
Lors de mes recherches, je me suis aperçu que les sites spécialisés dans le solaire n'étaient pas moins chers, et qu'il fallait attendre les promotions sur les sites spécialisés dans le camping car (narbonne accessoires, Trigano, leader loisirs, euro accessoires...).
Un site web solarboutik donne son numéro de téléphone où vous pouvez poser des questions techniques pointues (ce qui est rare, car souvent ce sont de simples vendeurs).
Avant l'achat, calculez la puissance réelle, cela vous permettra aussi de comparer les offres.
Si vous trouvez une super promo sur du 130W, posez du 130W au lieu du 150w ; c'est ainsi que j'ai trouvé un black cristal de 130W à 229 €. J'ai donc 280W et non 300 (nominal).

Comment faire une bonne installation

Une bonne installation c'est du bon matériel ; maintenant vous savez quoi acheter.
Certains camping car haut de gamme ont une entrée panneau solaire sur la centrale électrique ; je n'ai pas choisi cette solution car cela rallonge la longueur des fils (donc la section) et l'installation est plus complexe ; par ailleurs souvent, 1 seul panneau solaire est prévu avec un fusible de 10 ampères.

Quelques pistes de réflexion :

• positionnement des panneaux solaires
  Ils doivent être posés à l'aplomb de la batterie pour limiter la longueur des fils.
  Soit l'un derrière l'autre, soit perpendiculaires, soit parallèles selon la place disponible.
  En effet, une fois les panneaux posés :
  • ils ne doivent pas avoir l'ombre portée de la parabole (ce qui diminuerait leur rendement)
  • ils doivent permettre la maintenance sur le toit :
  • pouvoir marcher d'un bout à l'autre, surtout si on met une housse pour l'hiver
  • pouvoir faire la maintenance des lanterneaux et des aérateurs (contrôle d'étanchéité manuel, et place suffisante autour pour refaire les joints en cas de besoin)
  
  
  La bonne pratique consiste à faire comme pour un déménagement : on fait un plan à l'échelle du toit, avec tout ce qui y est posé (antenne, lanterneaux etc...), ensuite on repère les zones disponibles pour mettre des panneaux solaires ; on mesure ces zones ; c'est quand on a fini les mesures que l'on peut acheter les panneaux solaires et pas avant.
  On peut installer des panneaux 24V très souvent moins chers, mais ils nécessitent d'avoir une grande surface en un seul morceau.
• branchement des panneaux solaires
  Quand c'est possible (dépend de la section et de la longueur des fils électriques), il faut les brancher en parallèle plutôt qu'en série. Pourquoi ?
  - on peut mesurer l'intensité et la tension fournie par chaque panneau
  - si un panneau est en panne, il n'affecte pas l'autre ; un panneau produit encore du courant (mais bon, la fiabilité est grande)
  - si un seul panneau est dans l'ombre, l'autre produit du courant
  
  Si les panneaux solaires sont branchés en série, le régulateur travaille en 24V en entrée et en 12V en sortie, cela fonctionne parfaitement si le régulateur est de qualité.
  Un branchement série produit un peu plus de courant qu'un branchement parallèle (car il y a plus d'écart de tension entre l'entrée et la sortie du régulateur)

• positionnement du régulateur
  Tous les choix sont possibles à condition de bien calculer la section des fils en fonction de la longueur.
  Mes conseils :
  - si en sortie de panneau solaire on a des fils de 2,5mm2 de section, le régulateur doit être placé près des panneaux solaires
  - avec des fils de 4mm2, je conseille de mettre le régulateur proche de la batterie ; on a ainsi que des fils de 4mm2, avec une grande souplesse pour les mesures, et surtout on a pas besoin de sonde thermique déportée pour le régulateur
  - prévoir 15cm au moins de libre tout autour, car un régulateur dissipe de la chaleur.

Voyons comment faire une bonne pose :

1-fixer les panneaux solaires
Dans la partie dimensionnement, on a choisi l'endroit où les placer, donc on les fixe, après avoir réfléchi à l'endroit où positionner le passe toit.
Pour plus de détails voir l'article comment installer un panneau solaire.

2-fixer le (ou les) passe toit
Les fils entrent vers l'intérieur du véhicule par un trou ; j'ai choisi de les faire arriver dans un placard haut pour pouvoir de temps en temps vérifier l'étanchéité ; le passe toit assure l'étanchéité.
Le trou est localisé pour que les fils arrivent de préférence contre une cloison, ou une paroi, afin de suivre un chemin discret.
Le trou ne doit pas déboucher sous un panneau solaire !

3-Fixer le régulateur et les instruments de mesure   Utiliser les caches des gaines de chauffage pour faire passer les fils (quand c'est possible).
Mettre des fils un peu plus longs pour pouvoir changer de régulateur plus tard, au cas où.
Ne pas oublier de mettre un fusible entre le régulateur et la batterie.

4- Faire les branchements
Les faire la nuit, ou de jour après avoir posé une couverture sur vos panneaux, pour ne pas avoir de courant (sauf si vous êtes très habile !).
La bonne pratique consiste à couper les fils à la bonne longueur, les dénuder, les fixer au régulateur ; soit directement, soit après avoir serti une cosse plate (jaune pour du 4 à 6 mm2).
Pour aller à la batterie, je conseille la pose d'un fusible de la valeur du courant maximum passant dans les fils + 10A (dans notre exemple 40A) ; il sera situé à environ 15 cm de la batterie.
Les fils qui arrivent à la batterie ont une cosse à oeil sertie pour faciliter leur fixation.

5- tester que tout marche
L’intérêt d'un régulateur avec afficheur, c'est qu'on peut faire des mesures notamment de courant, mais pour moins cher on a des wattmètres très efficaces.
Sinon, vous avez la possibilité d'utiliser une pince ampèremétrique AC/DC mais c'est un peu plus contraignant.
En mesurant la tension aux bornes de la batterie, on en déduit le pourcentage de charge de la batterie.



Questions/réponses

Faut-il raccorder le régulateur à la centrale électrique (EBL) ?

NON, parce que ce type de matériel délivre en pointe 20A. Si l'alternateur lui fournit 20A et le panneau solaire 30A, l'EBL va fournir 20A à la batterie de service.

Si le régulateur est branché directement à la batterie, cette dernière recevra en pointe 20+30 = 50A.

Or un parc de batterie de service de 200Ah peut être rechargé avec cette intensité, ce qui lui permet de se recharger beaucoup plus vite.

Peut-on brancher en série 2 panneaux solaires de puissances différentes ?

NON car le courant du plus puissant passe dans le moins puissant, d'où détérioration ; un écart de 20W est cependant sans conséquence.

Par contre avec un branchement des panneaux en parallèle, il n'y a aucun problème pour avoir des puissances différentes.

Un panneau 24V de 200W est il mieux que un panneau 12V de 200W ?
C'est pareil. Quelle que soit la tension, des watts restent des watts et c'est l'intensité du courant qui baisse quand la tension augmente.
(la puissance exprimée en watt est le produit de la tension en Volts par l'intensité en Ampères)

Si je veux un seul panneau 12V, quel régulateur ?

Je conseille un régulateur PWM, car le MPPT est efficace à partir de 2 panneaux (ou plus de 36 cellules). Or ce type de régulateur ne transmet que le courant d'entrée. Il suffit donc de choisir le panneau (à puissance égale) qui a l'Isc le plus grand (courant de court circuit).

Quelle marque pour un régulateur PMW ?
Un régulateur PWM de qualité. Marques recommandées : Steca, Phocos, Victron, Alden

Quels sont les réglages à faire sur le régulateur ?

Un seul : choisir le type de batterie. Un régulateur de qualité détecte automatiquement la tension de la batterie et adapte sa courbe de charge en conséquence.
Cas particulier : la batterie lithium ; à ma connaissance, il n'existe pas de régulateur MPPT spécifique. Régler avec des paramètres de charge maxi (boost) de 14,8V et désactiver le float (maintien) ou le régler à 13,2V, possible notamment chez Victron

Pourquoi faut-il un régulateur de qualité ?

Parce que je préconise un branchement direct du régulateur sur la batterie. Si le régulateur n'est pas assez intelligent on risque d'avoir des problèmes de charge.

Lire sur le sujet mon article : quel régulateur acheter.

Comment savoir si mon panneau solaire est mort ?
Il faut mesurer la tension en entrée du régulateur.
0V signifie que le panneau est mort (ou à l'ombre, ou sale).
Un panneau en bon état délivre pour un panneau 12V autour de 18V, et pour un panneau 24V autour de 32V.
NOTA :
quand je dis le panneau est mort : c'est faux ! en fait c'est probablement la diode anti retour qui a grillé ; il suffit de la changer.

Mes formules magiques

Choix du régulateur :

I=P/10

I=intensité max en Ampères, P=puissance des panneaux en W

Exemple : 300W de panneaux, il faut un régulateur de 300/10=30A pour des batteries 12V ; valeur à diviser par 2 pour des batteries 12V et par 4 pour des batteries 48V.
Ce calcul surdimensionne légèrement.

Calcul de la valeur approchée de la section S d'un fil en 12V :

S=(IxL)/10 (on prend le standard de section supérieur)

I=intensité max en Ampères, L=longueur en mètres du câble entre 2 appareils

Exemple : intensité 30A, L=3m, alors S= 90/10=9mm2 (on prend du 10mm2, car il n'existe pas de fil de 9mm2 de section)

Voir aussi

Rendement et inclinaison des panneaux solaires
Les panneaux solaires souples
Etude approfondie sur le solaire
précisions sur la production photovoltaïque 
J'ai posé mon panneau solaire
Quelle marque de régulateur solaire acheter ?
Un petit film qui explique une installation en 24V
Tout sur les batteries cellules en parallèle
Superviser efficacement votre installation solaire


Le solaire photovoltaïque et thermique associés = le solaire hybride  ; il est proposé par la société Française Dualsun, un même panneau permet de :

• fabriquer de l'électricité
• faire de l'eau chaude en refroidissant les cellules solaires ; un ballon d'eau chaude est ainsi chauffé automatiquement

Je trouve cette solution innovante, et je m'étonne qu'aucun constructeur de camping car n'ait adapté cette solution écologique et économique.