Calculateur d'installation autonome : panneaux, batterie, régulateur et onduleur
Cabane, tiny house, refuge de chasse ou cabanon de jardin : une installation autonome doit fonctionner au mois où le soleil se fait le plus rare. C'est précisément de là que part ce calculateur. Il va chercher dans les données mensuelles PVGIS le mois le plus faible de votre période d'usage et en déduit la puissance des panneaux, la capacité de la batterie, le courant du régulateur et la taille de l'onduleur.
L'écart est spectaculaire : à consommation égale, une installation annuelle demande plusieurs fois la puissance d'une installation estivale. Indiquez vos appareils et choisissez quand vous comptez l'utiliser.
Résultat
Puissance solaire nécessaire
286 W
pour 685 Wh par jour en octobre
- Capacité de batterie
- 208 Ah
- sous 12 V, soit 2 492 Wh
- Régulateur de charge
- 30 A
- marge de 25 % comprise, MPPT recommandé
- Onduleur
- inutile
- tous les appareils fonctionnent directement en 12/24 V
- Consommation quotidienne
- 685 Wh
- 57,1 Ah sous 12 V
- Mois de référence
- octobre · 3,59 kWh par kWc et par jour
- Réserve sans soleil
- 3 jours
- c'est elle qui fixe la taille de la batterie
- Dimensionné pour octobre : hors de votre période d'usage, l'installation ne suffira pas.
- Protections, sections de câble et parafoudre ne font pas partie de ce calcul. Les circuits continus à courant élevé relèvent d'un électricien.
Voir le calcul
- 1Glacière : 45 W × 10 h en direct = 450 Wh
- 2Ordinateur portable : 65 W × 3 h en direct = 195 Wh
- 3Éclairage LED : 10 W × 4 h en direct = 40 Wh
- 4Consommation quotidienne : 685 Wh, soit 57,1 Ah sous 12 V
- 5Mois de référence : octobre, avec 3,59 kWh par kWc et par jour
- 6Puissance solaire : 685 Wh ÷ (3,59 × 80 %) × (1 + 20 %) = 286 W
- 7Batterie : 685 Wh × 3 jours ÷ 85 % de profondeur de décharge ÷ 12 V = 208 Ah
- 8Régulateur : 286 W ÷ 12 V × 1,25 = 30 A
Comment le calcul fonctionne
Une installation autonome repose sur quatre éléments qui doivent s'accorder : panneaux, batterie, régulateur de charge et onduleur. La chaîne ne vaut que son maillon le plus faible, et tout dépend d'une seule question : à quel mois l'installation doit-elle encore fonctionner ?
C'est le mois de référence qui décide
Un panneau produit en décembre une fraction de ce qu'il donne en juin. Une cabane utilisée seulement l'été demande donc bien moins de panneaux qu'une installation qui doit tenir toute l'année. Ce calculateur va chercher dans les données mensuelles PVGIS le mois le plus faible de votre période d'usage et dimensionne tout à partir de là.
| Période d'usage | Mois de référence | Production par kWc et par jour | Panneaux pour 600 Wh/jour |
|---|---|---|---|
| Été seulement (mai–août) | mai | environ 5,1 kWh | environ 175 W |
| Du printemps à l'automne (mars–octobre) | octobre | environ 3,6 kWh | environ 250 W |
| Toute l'année | décembre | environ 2,0 kWh | environ 450 W |
puissance solaire [W] = consommation quotidienne ÷ (production du mois de référence × rendement système) × (1 + marge)
batterie [Ah] = consommation quotidienne × jours de réserve ÷ (profondeur de décharge × rendement) ÷ tension du système
régulateur [A] = puissance solaire ÷ tension du système × 1,25
fusible [A] = onduleur ÷ (tension du système × rendement) × 1,25Pourquoi la tension du système compte
À puissance égale, passer de 12 à 24 V divise le courant par deux. Cela veut dire des câbles plus fins, des fusibles plus petits et un régulateur moins cher. En règle générale : 12 V jusqu'à 1 000 W d'onduleur environ, 24 V au-delà, 48 V à partir de 3 000 W. Un onduleur de 2 000 W en 12 V appelle près de 190 A, ce qui réclame du câble très généreux.
Exemple chiffré
Une cabane équipée d'un éclairage LED, d'un routeur mobile et d'un petit réfrigérateur sur onduleur. Utilisation du printemps à l'automne, panneaux inclinés au sud, région lyonnaise, système 12 V en LiFePO4 avec trois jours de réserve.
Données saisies
- Appareils:
- LED-Licht: 10 W × 4 h/jour × 0 1/0
- Mobiler Router: 10 W × 8 h/jour × 0 1/0
- Kühlschrank 230 V: 60 W × 8 h/jour × 1 1/0
- Période d'usage: Du printemps à l'automne (mars–octobre)
- Région: France – Centre (Lyon)
- Orientation des panneaux: Sud
- Inclinaison: Inclinés (30–35°)
- Tension du système: 12 V
- Type de batterie: LiFePO4 (lithium)
- Jours de réserve sans soleil: 3 jours
- Marge sur la puissance solaire: 20 %
- Rendement de l'installation solaire: 80 %
- Rendement de l'onduleur: 88 %
Résultat
278 W
Puissance solaire nécessaire
- Capacité de batterie
- 202 Ah
- Régulateur de charge
- 29 A
- Onduleur
- 60 W
- Consommation quotidienne
- 665 Wh
- Mois de référence
- octobre · 3,59 kWh par kWc et par jour
- Réserve sans soleil
- 3 jours
Calcul
- Kühlschrank 230 V : 60 W × 8 h en 230 V = 545 Wh
- Mobiler Router : 10 W × 8 h en direct = 80 Wh
- LED-Licht : 10 W × 4 h en direct = 40 Wh
- Consommation quotidienne : 665 Wh, soit 55,5 Ah sous 12 V
- Mois de référence : octobre, avec 3,59 kWh par kWc et par jour
- Puissance solaire : 665 Wh ÷ (3,59 × 80 %) × (1 + 20 %) = 278 W
- Batterie : 665 Wh × 3 jours ÷ 85 % de profondeur de décharge ÷ 12 V = 202 Ah
- Régulateur : 278 W ÷ 12 V × 1,25 = 29 A
- Onduleur : 60 W pour le plus gros appareil 230 V, fusible de batterie 7 A
Les valeurs expliquées
- Appareils : puissance, durée, sortie
- La puissance indiquée sur l'appareil, sa durée réelle d'usage par jour, et s'il passe par l'onduleur (230 V) ou s'il fonctionne directement en 12/24 V.
- Période d'usage
- C'est elle qui fixe le mois de référence, et c'est le levier le plus puissant du calcul : une installation annuelle demande plusieurs fois la puissance d'une installation estivale.
- Orientation et inclinaison
- Pour une installation annuelle, une inclinaison forte se justifie : elle déplace la production vers l'hiver, là où on en a besoin.
- Tension du système
- 12 V pour les petites installations, 24 V à partir de 1 000 W environ, 48 V au-delà de 3 000 W. Plus la tension est élevée, plus le courant – et donc la section de câble – diminue.
- Type de batterie
- Une LiFePO4 se décharge jusqu'à 85 %, une batterie au plomb seulement jusqu'à 50 %. À énergie utile égale, le plomb demande près du double de capacité.
- Jours de réserve
- Le nombre de jours sans soleil que la batterie doit couvrir. Trois jours sont une base courante.
Erreurs fréquentes
- Dimensionner pour l'été et utiliser l'installation en hiver. Décembre ne donne qu'une fraction de juin : une installation estivale reste à l'arrêt en hiver.
- Prendre une batterie trop petite. Trois jours de ciel couvert d'affilée sont normaux ; sans jours de réserve, l'installation se vide régulièrement.
- Compter une batterie au plomb à 100 %. La moitié seulement est utilisable, faute de quoi sa durée de vie s'effondre.
- Choisir le régulateur au plus juste. Par temps froid, les panneaux dépassent brièvement leur puissance nominale : 25 % de marge font partie du calcul.
- Tout faire passer par l'onduleur. Éclairage, pompes et appareils USB directement en 12 V économisent les pertes de conversion.
- Oublier le fusible de batterie. Une protection correctement calibrée entre batterie et onduleur n'est pas un accessoire.
Hypothèses et limites
- Les données de production viennent de PVGIS (moyenne 2005–2023) pour un site de référence par région ; l'ombrage des arbres et des bâtiments n'y figure pas.
- La consommation est supposée constante sur l'année. En pratique, l'hiver ajoute l'éclairage et la régulation du chauffage, l'été le rafraîchissement.
- La puissance de l'onduleur se base sur l'appareil le plus gourmand ; si plusieurs appareils 230 V tournent ensemble, additionnez-les.
- Rendement de charge et profondeur de décharge reprennent les valeurs courantes des fabricants par technologie.
- Sections de câble, écartement des rangées et calibrage précis des protections ne relèvent pas de ce calcul : cela demande une vraie étude.
- L'effet de la température n'est pas modélisé : en dessous de 0 °C la capacité disponible baisse, et une LiFePO4 ne doit pas être chargée sous zéro.
Questions fréquentes
Quelle puissance solaire pour une cabane ?
Tout dépend de la période d'usage. Pour 600 Wh par jour dans la région lyonnaise, comptez environ 175 W en usage strictement estival, 250 W du printemps à l'automne et 450 W pour une installation annuelle. Sur la côte méditerranéenne, ces valeurs baissent nettement ; dans le Nord, elles montent.
Quelle taille de batterie pour une installation autonome ?
Consommation quotidienne × jours de réserve ÷ profondeur de décharge utile. Pour 600 Wh par jour, trois jours de réserve et une LiFePO4 déchargée à 85 %, cela fait environ 2 100 Wh, soit à peu près 175 Ah en 12 V. Avec du plomb, il faudrait presque le double.
12 V, 24 V ou 48 V : que choisir ?
Jusqu'à 1 000 W d'onduleur environ, le 12 V reste pratique. Au-delà, le courant devient encombrant : 2 000 W en 12 V appellent près de 190 A. On passe donc au 24 V à partir de 1 000 W et au 48 V vers 3 000 W. Plus la tension monte, moins les câbles, fusibles et régulateurs coûtent cher.
Quel régulateur de charge me faut-il ?
Courant de charge = puissance des panneaux ÷ tension du système, plus 25 % de marge. Pour 500 W en 12 V, cela fait environ 52 A. Un MPPT vaut presque toujours son prix : il récolte 10 à 30 % de plus qu'un PWM et accepte une tension de panneau plus élevée, ce qui affine le câble entre les panneaux et le régulateur.
Une installation autonome à l'année a-t-elle du sens en France ?
Plus qu'en Allemagne, mais cela reste un investissement. Décembre donne environ 2 kWh par kWc et par jour dans la région lyonnaise, soit le double de l'Allemagne centrale, et davantage encore dans le Midi. Une solution répandue consiste à dimensionner du printemps à l'automne et à compléter par un groupe électrogène ou une recharge ponctuelle sur le réseau.
Combien de jours de réserve prévoir ?
Trois jours constituent une bonne base : c'est la durée d'un épisode de mauvais temps ordinaire. Si vous utilisez l'installation en hiver ou si vous en dépendez, comptez quatre à cinq jours. Chaque jour de réserve se paie directement en capacité de batterie.
Ai-je besoin d'un onduleur ?
Seulement pour les appareils en 230 V. Éclairage, pompes, ventilateurs, routeurs et chargeurs USB existent tous en 12 V, ce qui évite 12 à 18 % de pertes de conversion et la consommation à vide de l'onduleur. Pour un réfrigérateur, de l'outillage ou de l'électroménager, on ne peut pas s'en passer.
Combien coûte une petite installation autonome ?
Les prix des composants varient énormément, et ce calculateur n'en avance délibérément aucun. Pour situer : la batterie représente en général le poste le plus lourd, devant les panneaux. Réduire la consommation fait baisser les deux à la fois.
Sources et références
- PVGIS 5.3 (Commission européenne, JRC) : production mensuelle par site, orientation et inclinaison
- Fiches techniques des régulateurs, batteries et onduleurs (profondeur de décharge, rendements, courants admissibles)
- Norme NF C 15-100 et recommandations des fabricants pour la protection des circuits continus – le dimensionnement précis relève d'un électricien