10 · Énergie et autonomie
Solaire nomade en hiver : ce qu'un panneau produit vraiment
Un panneau pliable annoncé 100 W ne donne jamais 100 W, et en décembre au nord de la Loire il peut tomber sous le dixième de sa promesse. Les écarts saisonniers sont connus et chiffrés : entre juin et décembre, la récolte est divisée par trois dans le Midi et par six dans les Hauts-de-France. Voici les chiffres à avoir en tête avant d'acheter, et la méthode pour dimensionner un kit qui tienne encore debout en janvier.
Le watt-crête est une mesure de laboratoire
La puissance imprimée sur un panneau correspond à des conditions normalisées, dites STC : un éclairement de 1 000 W/m², une cellule à 25 °C, un spectre lumineux de référence. Ces trois conditions ne se rencontrent à peu près jamais ensemble sur le terrain, et surtout pas entre novembre et février. À midi, sous un ciel de décembre parfaitement dégagé, un panneau bien orienté reçoit plutôt 600 à 800 W/m². Sous une couche de stratus bien épaisse, on descend à quelques dizaines de watts par mètre carré.
La bonne unité, quand on prépare un kit portable, n'est pas le watt mais le wattheure par jour. Un panneau qui pointe fièrement 95 W pendant vingt minutes puis végète à 12 W le reste de l'après-midi ne vaut rien face à un panneau plus modeste mais exposé correctement de 10 h à 16 h. On récolte une énergie, pas une puissance de pointe.
Les chiffres de décembre, sans arrondi généreux
Les simulateurs professionnels raisonnent en kWh produits par kWc installé. La conversion pour un kit nomade est immédiate : un panneau de 100 W produit, en wattheures, cent fois le chiffre du tableau. Les valeurs ci-dessous sont des ordres de grandeur pour un panneau fixe, plein sud, incliné à 35°, calculés sur les normales climatiques qu'utilisent les outils de type PVGIS.
| Ville | Décembre | Mars | Juin |
|---|---|---|---|
| Lille | 0,8 | 2,8 | 5,0 |
| Paris | 0,9 | 2,9 | 5,1 |
| Lyon | 1,2 | 3,2 | 5,5 |
| Bordeaux | 1,3 | 3,3 | 5,4 |
| Marseille | 2,0 | 4,1 | 6,1 |
Valeurs en kWh par kWc et par jour, moyennées sur le mois. Retenez le rapport plus que le chiffre exact : entre juin et décembre, le nord de la France divise sa récolte par six, le pourtour méditerranéen par trois. L'écart entre régions, lui, explose en hiver : Marseille produit en décembre deux fois et demie ce que produit Lille, alors que sur l'année entière l'écart n'est que de 20 à 25 %. Une installation strasbourgeoise divise sa production par 3,1 entre septembre et décembre, une marseillaise par 1,7 seulement, parce que le soleil lillois plafonne à moins de 16° de hauteur au solstice contre plus de 23° à Marseille.
Ces chiffres sont des moyennes mensuelles : elles mélangent les trois belles journées anticycloniques et les vingt jours gris. Une journée claire de décembre en Bretagne peut monter à 2 kWh/kWc si le panneau est bien incliné. Le lendemain, sous la pluie, vous serez à 0,3. Dimensionner sur la moyenne, c'est accepter une semaine de disette quand la dépression s'installe.
L'inclinaison, le seul réglage gratuit
C'est là que le nomade a un avantage décisif sur le propriétaire d'une toiture : il peut redresser son panneau. En hiver, le soleil culmine entre 16 et 24° selon la latitude, et un panneau posé à plat ou calé à 30° ne voit qu'une fraction du rayonnement. L'angle d'hiver se calcule avec une formule simple, latitude × 0,9 + 24, ce qui donne environ 68° à Lille et 62° sur la Côte d'Azur. En pratique, 60° conviennent partout entre décembre et février.
Le gain n'a rien d'anecdotique. Par rapport à une pose à plat sur une terrasse, un simple rehausseur à 30° rapporte déjà 14 % de production. Passer de 30 à 60° en plein hiver ajoute encore une part notable de la récolte, d'autant que la neige et les feuilles glissent au lieu de s'accumuler. À l'inverse, un panneau fixé verticalement sur une rambarde de balcon tombe à 50 à 60 % de l'optimal.
Ciel couvert : ce qui reste dans la boîte
Sous un ciel gris, un panneau continue de produire, mais à un niveau de 10 à 30 % d'une journée ensoleillée. C'est peu, et pourtant c'est ce régime qui fait la loi en décembre au nord de la Loire. Deux conséquences pratiques, souvent ignorées.
La première : sous couverture nuageuse, le rayonnement devient diffus, il arrive de tout le ciel et plus seulement du disque solaire. L'orientation compte alors beaucoup moins. Un panneau tourné à l'est produit pratiquement autant qu'un panneau plein sud par temps bouché. Inutile de courir après le sud absolu ces jours-là, cherchez plutôt la portion de ciel la plus dégagée d'obstacles.
La seconde : les ombres portées s'allongent de façon spectaculaire. Un arbre de 5 mètres qui projetait 5,8 mètres d'ombre à l'équinoxe en projette 15,7 au solstice d'hiver. Le muret qui ne gênait pas en septembre masque tout l'après-midi en décembre. Et sur un panneau au silicium classique, une seule cellule ombragée suffit à effondrer la production de toute une rangée. Posez le panneau, puis revenez vérifier une heure plus tard : le soleil a bougé, l'ombre aussi.
Le froid aide, la neige tue
Bonne nouvelle : les cellules photovoltaïques aiment le froid. Leur puissance augmente d'environ 0,3 à 0,4 % par degré en dessous de 25 °C. Par une journée claire à 0 °C, un panneau peut dépasser sa puissance nominale, ce qui explique les pointes surprenantes de certains matins d'hiver. Le rayonnement reste le facteur limitant, mais la température joue pour vous.
Mauvaise nouvelle : deux centimètres de neige ou une couche de givre matinal ramènent la production à zéro, et il faut parfois attendre midi pour que la plaque glisse. Un panneau redressé à 60° se déneige tout seul ; un panneau posé à plat sur le toit d'un van reste blanc trois jours. Pensez aussi aux feuilles mortes et aux fientes, qui s'accumulent précisément à cette saison sur les modules à faible pente.
Attention enfin au maillon fragile de la chaîne : la batterie. La plupart des chimies lithium, y compris le LiFePO4, ne doivent pas être rechargées lorsque leur température descend en dessous de 0 °C, sous peine de dégradation irréversible. Les bons BMS coupent la charge d'eux-mêmes, ce qui donne l'impression que le panneau ne produit plus. Gardez la batterie à l'intérieur, dans un sac isolé, et sortez seulement le panneau.
Du panneau à la batterie, les pertes qu'on oublie
Entre le silicium et l'énergie réellement stockée, une série de ponctions se cumule. Le régulateur d'abord : un modèle PWM relie en gros le panneau à la batterie et lui impose sa tension, ce qui gaspille une partie de la puissance disponible. Un régulateur MPPT recherche en permanence le point de puissance maximale et apporte au minimum 15 % de charge en plus, davantage encore par faible éclairement et par temps froid, c'est-à-dire exactement dans les conditions d'un hiver français. Sur un kit hivernal, le MPPT n'est pas un luxe.
Ensuite viennent les câbles trop longs ou trop fins, le rendement de charge de la batterie, les pertes de l'onduleur si vous repassez en 230 V, et le simple fait qu'un panneau pliable annoncé 200 W en donne souvent 130 à 160 en conditions réelles. Comptez large : sur un kit nomade, seuls 60 à 75 % de ce que promet le tableau arrivent vraiment dans la batterie.
Dimensionner en partant des besoins
Faites l'inventaire de ce que vous devez réellement alimenter, en wattheures par jour. Les ordres de grandeur utiles :
- Recharge complète d'un téléphone (batterie de 5 000 mAh) : 20 à 25 Wh en comptant les pertes du câble.
- Lampe frontale LED, 2 heures par soir : 3 à 6 Wh.
- Batterie de radio VHF portative (1 800 mAh en 7,4 V) : environ 13 Wh.
- Poste radio AM/FM à piles, 4 heures : 10 à 20 Wh.
- Tablette : 30 à 40 Wh. Ordinateur portable : 50 à 70 Wh.
- Petite station électrique de 500 Wh à remplir : 600 Wh entrants, rendement de charge compris.
Un foyer en mode dégradé, deux téléphones, un peu d'éclairage et une radio d'information, tourne autour de 60 à 80 Wh par jour. C'est modeste. Et pourtant, avec un panneau de 100 W à Rennes en décembre, vous êtes tout juste à l'équilibre les bons jours et largement déficitaire dès que le ciel se ferme. Le même besoin est couvert sans effort à Avignon.
La règle de pouce que l'on peut retenir pour l'hiver français : un panneau nomade récolte chaque jour de décembre, en wattheures, environ la moitié de sa puissance nominale en watts au nord de la Loire, et le double de cette valeur au sud. Un 100 W donne 50 Wh à Amiens, 150 à 200 Wh à Perpignan. Pour couvrir 80 Wh par jour en toute saison dans la moitié nord, il faut donc viser 200 W de panneau et une réserve de batterie de 3 à 4 jours, pas un seul jour.
Les erreurs qui coûtent la moitié de la récolte
Le panneau laissé à plat sur le sol ou sur un pare-brise. Le panneau posé derrière une vitre, qui perd une part importante du rayonnement utile et chauffe inutilement. Le panneau installé le matin et oublié jusqu'au soir, alors qu'en hiver la fenêtre utile se limite à peu près à la tranche 11 h à 15 h et mérite deux repositionnements. Le régulateur PWM à 12 euros sur un panneau haute tension. Et l'erreur de fond : acheter un kit calibré sur la production de juillet, puis découvrir en janvier qu'il ne recharge même plus les frontales.
En décembre, le solaire nomade n'est pas une source d'énergie, c'est un complément d'appoint. Il maintient des téléphones, des lampes et une radio, il ne fait pas tourner un congélateur. Dimensionnez pour l'éclairage et l'information, prévoyez une seconde source pour le reste, et testez le kit un dimanche gris de janvier plutôt qu'un beau samedi de mai. C'est ce jour-là que vous apprendrez quelque chose.