Dimensionner un kit solaire autonome, c’est répondre à trois questions dans l’ordre : combien d’énergie consommez-vous chaque jour, combien le soleil peut-il en fournir au pire moment de l’année, et combien faut-il en stocker pour passer les jours gris. Une installation trop petite vous laisse dans le noir en décembre ; trop grande, elle coûte cher pour rien.
Étape 1 : chiffrer sa consommation
Listez chaque appareil, sa puissance en watts et sa durée d’utilisation quotidienne. Puissance multipliée par durée donne des wattheures (Wh) : une ampoule de 8 W allumée 5 heures consomme 40 Wh. Additionnez le tout, sans oublier les veilles ni les pertes du convertisseur. La méthode détaillée est décrite dans comment calculer ses besoins énergétiques réels.
Étape 2 : connaître son ensoleillement
La production d’un panneau dépend du lieu, de la saison, de l’orientation et de l’inclinaison. L’outil gratuit PVGIS donne, pour n’importe quelle adresse, la production mensuelle attendue par kilowatt-crête installé. Si la micromaison est habitée toute l’année, c’est le mois le plus faible, en général décembre, qui sert de base au calcul ; pour un usage d’été, on retient le mois le moins bon de la période d’occupation.
Étape 3 : calculer la puissance des panneaux
Divisez la consommation quotidienne par la production quotidienne d’un watt-crête au mois de référence, puis ajoutez une marge pour les pertes du système : câbles, régulateur, batterie, salissures, chaleur. Compter 25 à 30 % de pertes est une hypothèse courante. Mieux vaut arrondir au panneau supérieur : le panneau est devenu le composant le moins cher de l’installation. Sur un petit toit, le choix de la technologie compte : voyez les panneaux monocristallins pour toitures restreintes.
Étape 4 : calculer la batterie
- L’autonomie souhaitée : le nombre de jours sans soleil que la batterie doit couvrir, souvent deux à trois.
- La profondeur de décharge : une batterie au plomb ne devrait pas descendre sous la moitié de sa capacité ; une batterie lithium fer phosphate en restitue bien davantage.
- Le calcul : consommation quotidienne × jours d’autonomie, divisé par la profondeur de décharge utilisable. On obtient des wattheures, que l’on divise par la tension du parc pour avoir des ampères-heures.
Le choix de la technologie est traité dans batteries lithium ou gel.
Étape 5 : choisir la tension du système
- 12 V : pour les petites installations, avec des appareils de camping-car.
- 24 V : dès que la puissance des panneaux dépasse quelques centaines de watts.
- 48 V : pour les installations importantes.
À puissance égale, doubler la tension divise le courant par deux, donc la section des câbles et les pertes ; les règles de section sont détaillées dans câblage en 12 V ou en 230 V.
Étape 6 : le régulateur et le convertisseur
Le régulateur de charge doit accepter la tension et le courant maximum du champ de panneaux. Le convertisseur, lui, se dimensionne sur la puissance des appareils 230 V utilisés en même temps, avec une marge pour les pics de démarrage des moteurs. Le rôle de chacun est expliqué dans onduleur hybride ou régulateur MPPT.
Les erreurs de dimensionnement courantes
- calculer sur l’ensoleillement moyen annuel au lieu du mois le plus faible ;
- oublier les consommations permanentes : box, veilles, convertisseur allumé en continu ;
- sous-estimer le réfrigérateur, qui tourne jour et nuit ;
- prévoir une batterie énorme pour des panneaux trop petits, qui ne la rechargent jamais complètement.
Avant d’acheter
Réduire la consommation coûte presque toujours moins cher qu’agrandir l’installation : un appareil sobre, c’est un panneau et une part de batterie en moins. Et pour une cabane occupée quelques week-ends, un kit solaire portable évite toute installation. Pour voir ce que donne le calcul sur un cas complet, consultez notre exemple d’installation solaire en micromaison ; pour l’hiver, comment gérer la baisse de production.
Sources
- PVGIS, outil gratuit de la Commission européenne pour estimer la production d’une installation solaire selon le lieu et l’inclinaison des panneaux