D’après pv magazine international.
Des chercheurs allemands et néerlandais ont installé des modules photovoltaïques sur un véhicule électrique (VE) commercial léger afin d’en mesurer les performances pendant quatre mois.
Concrètement, pendant cette période, le VE a effectué des trajets quotidiens de 45 minutes entre le domicile d’un chercheur dans la région de Hanovre (Allemagne) et l’Institut de recherche sur l’énergie solaire de Hamelin (ISFH). Le véhicule est resté stationné pendant quelques heures avant de retourner au domicile du chercheur dans l’après-midi et d’y passer le reste de la journée avant d’être rechargé à partir du réseau.
« Ce travail s’inscrit dans la continuité d’un article précédent dans lequel une analyse des flux d’énergie des données collectées pour une seule journée exemplaire a été présentée. Nous proposons ici une analyse plus détaillée et statistiquement solide sur une longue période de quatre mois, d’avril à juillet 2021, ont expliqué les scientifiques. L’accent sera mis sur les composants individuels du système, tels que les modules photovoltaïques, les MPPT, la batterie tampon basse tension (BT), le convertisseur DC-DC, la batterie de traction haute tension (HV) du véhicule, et les pertes globales qui se produisent dans le système. »
Le véhicule lui-même est basé sur le modèle Work L de StreetScooter. La puissance de crête des modules photovoltaïques au silicium M2 est de 2 180 W, dont 875 W sur le toit, 215 W à l’arrière et 545 W sur les côtés gauche et droit. Les modules du toit étaient connectés individuellement à 5 MPPT distincts, tandis que dans le reste de l’EV, tous les deux modules étaient connectés en série à un seul tracker MPPT. Tous les MPPT étaient connectés à la batterie BT et au convertisseur DC-DC, qui alimentait la batterie HV du véhicule.
Photo : Institute of Energy, Materials and Devices - Photovoltaics (IMD-3), Progress in Photovoltaics, CC BY 4.0
« L’avant du véhicule est orienté nord-ouest au domicile et au travail, mais à l’ISFH, le stationnement a lieu le matin lorsque le soleil se lève, alors qu’à la maison, le soleil se couche », expliquent les universitaires. « La face arrière présente un profil d’irradiation similaire dans les deux lieux de stationnement, car l’orientation du véhicule est presque identique. Pendant la phase de conduite, étant donné que l’orientation du véhicule varie continuellement par rapport au soleil et en raison de l’obstruction des objets environnants, les côtés arrière, gauche et droit reçoivent relativement moins d’irradiation. »
D’après les mesures effectuées, la durée de stationnement était d’environ 106,7 pour l’ISFH et de 382,22 pour le stationnement à domicile. Au total, 49,06 kWh pour le parking de l’ISFH et 153,32 kWh pour le parking de la maison étaient disponibles après l’étape de conversion MPPT. Sur ce total, 29,16 kWh (ISFH) et 98,57 kWh (maison) ont permis de charger la batterie BT, 19,9 kWh (ISFH) et 54,75 kWh (maison) ont été transférés directement au convertisseur DC-DC. La perte de consommation auxiliaire du système s’est élevée à 5,96 kWh (ISFH) et 12,92 kWh (maison).
« Le côté BT du convertisseur DC-DC reçoit 38,73 kWh (ISFH) et 129,18 kWh (domestique), qui sont envoyés à la batterie HT. Après prise en compte des pertes dans la batterie HT, l’énergie utilisable pour la traction est de 29,65 kWh (ISFH) et de 99,74 kWh (maison), ont ajouté les scientifiques. Lors de la phase de conduite, le module photovoltaïque a produit 9,8 kWh d’électricité avec un rendement de conversion de 18,01 %. Après l’étape de conversion MPPT, 8,3 kWh d’électricité sont disponibles pour les étapes suivantes, dont 4,3 kWh pour charger la batterie BT et 4 kWh pour alimenter directement le convertisseur CC-CC. La sortie finale du convertisseur DC-DC est de 5,5 kWh, qui sont transférés à la batterie HV du véhicule pendant la phase de conduite. »
L’efficacité globale du système, compte tenu des multiples étapes de conversion de l’énergie, des pertes de charge/décharge de la batterie et des pertes auxiliaires, s’est avérée être de 60,44 % pour le stationnement ISFH, de 65,05 % pour le stationnement à domicile et de 66,26 % pour les trajets. Sur la base de la consommation moyenne par kilomètre de tous les trajets et de l’énergie photovoltaïque totale injectée dans la batterie, l’équipe a estimé que l’électricité photovoltaïque a contribué à l’autonomie du véhicule électrique sur la période mesurée à hauteur de 530 km, soit 30 % de la distance totale de 1 750 km.
Leurs conclusions ont été présentées dans « Performance Analysis of an Onboard PV System on a Demonstrator Light Commercial Vehicle in Hannover, Germany » (Analyse des performances d’un système photovoltaïque embarqué sur un véhicule utilitaire léger de démonstration à Hanovre, en Allemagne), publié dans Progress in Photovoltaics (Progrès en photovoltaïque). Des scientifiques de l’Institut allemand de l’énergie, des matériaux et des dispositifs – Photovoltaïque (IMD-3), de l’Institut de recherche sur l’énergie solaire de Hamelin (ISFH) et de l’Université de technologie d’Eindhoven (Pays-Bas) ont mené l’étude.
Traduit par Marie Beyer.
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Sauf que… Le véhicule utilitaire ne fait qu’un aller retour par jour, ce qui est un non sens économique. Ces véhicules sont faits pour faire de multiples trajets quotidiens avec des distances parcourues se comptant en centaines de kilomètres quotidiens.
L’article n’est pas clair concernant la période considérée pour les déplacements. 1750km en 1 mois ou en 4 mois? Je vais présumer que c’est mensuel (deux trajets quotidiens de 45mn, 50 km? Font 1750km mensuel).
Donc, sur un mois, gain de 530km dans de bonnes conditions (printemps/été). Ça représente une journée de livraison standard chez moi.
Donc pour un utilitaire léger, si on suppose un coût d’installation de 2000€, à 40cts le kWh et 20KWH au 100km, soit autour de 1MWH collectés, c’est 400€ et l’installation serait rentabilisée dans l’année. Bien que le gain ne représente que 5% de la dépense énergétique.
Ce sont toutes ces informations qui manquent dans cet article.
Mais si on avait des campings car électriques, avec le toit complètement couvert de panneaux solaires, cette installation serait probablement plus adaptée, sachant qu’un camping car ne fait que 200km, en moyenne, par jour. La batterie de traction pourrait être réduite. Le toit d’un camping car fait 10m2. Il devrait donner de l’ordre de 1000w à l’heure et 10kwh par jour. Ce qui est très significatif et pour des utilisateurs se déplaçant peu, le solaire pourrait couvrir une partie très significative du besoin, sans compter l’électrification des moyens de chauffage qui réduisent les risques d’incendie et le poids transporté.