Comment dimensionner une installation solaire en site isolé ?

Première étape : le bilan de consommation en Wh par jour

Tout part de là, et rien ne rattrape une erreur à cette étape. Pour chaque appareil, on multiplie sa puissance en watts par son temps de fonctionnement quotidien. Quelques valeurs de référence relevées sur les installations que nous équipons : un éclairage LED de 8 W pendant 4 heures consomme 32 Wh, un réfrigérateur à compresseur 12 V entre 300 et 500 Wh par jour, une box internet laissée allumée 240 Wh, un téléviseur de 60 W pendant 3 heures 180 Wh, un ordinateur portable 60 Wh par charge, une pompe de surpression 50 à 100 Wh par jour.

Deux pièges classiques : les appareils en veille, qui ne se voient sur aucune étiquette mais pèsent 100 à 300 Wh par jour sur une maison complète, et les charges saisonnières comme un ventilateur ou une pompe de puits, qui arrivent justement quand la production est forte. Additionnez tout : vous obtenez votre besoin journalier, par exemple 2 000 Wh.

Le mois qui commande le dimensionnement

En site isolé, le dimensionnement se fait sur le mois le plus défavorable, c'est-à-dire décembre. En heures équivalentes de plein soleil, on compte en France 1 à 1,5 heure par jour en décembre dans la moitié nord, 2 à 2,5 heures dans le sud, contre 5 à 6 heures en juin. Autrement dit, une installation calculée sur une journée d'été produit trois à quatre fois moins au moment où vous en avez le plus besoin.

C'est l'écart avec une installation raccordée au réseau : en autoconsommation, le réseau absorbe l'erreur. En site isolé, personne ne la compense.

Le rendement de la chaîne : ce qui se perd entre le panneau et la prise

Entre le panneau et l'appareil, chaque étage prélève sa part. Un régulateur MPPT restitue environ 96 % de ce qu'il reçoit, le câblage et les connexions coûtent 2 à 3 %, le rendement de charge et décharge d'une batterie lithium LiFePO4 tourne autour de 95 % contre 80 % pour du plomb, et un convertisseur restitue 88 à 92 %. Multipliés entre eux, ces rendements donnent un rendement de chaîne de 0,70 à 0,75 en lithium, nettement moins en plomb. C'est ce coefficient qu'il faut appliquer, pas un arrondi optimiste.

Calculer la puissance de panneaux

La formule tient en une ligne : puissance en Wc = consommation journalière en Wh ÷ (heures équivalentes de plein soleil du mois le plus défavorable × 0,75). Pour 2 000 Wh par jour avec 1,5 heure en décembre, cela donne 2 000 ÷ (1,5 × 0,75) = 1 780 Wc, soit environ 1 800 Wc de panneaux. Le même besoin calculé sur un mois de juin ne demanderait que 500 Wc : l'écart entre les deux calculs est exactement ce qui sépare une installation qui tient l'hiver d'une installation qui tombe en novembre.

Un mot sur l'inclinaison : en site isolé, on incline les panneaux plus fort qu'en autoconsommation, typiquement 55 à 60°, pour favoriser le soleil rasant de l'hiver au détriment d'un été où la production est de toute façon excédentaire.

Dimensionner le parc batterie

Deux paramètres seulement : le nombre de jours d'autonomie souhaité, généralement 2 à 3 en résidence principale et 1 à 2 en usage saisonnier, et la profondeur de décharge admissible, 80 à 90 % en lithium LiFePO4 contre 50 % en plomb. Pour 2 000 Wh par jour et 2 jours d'autonomie en lithium : 2 000 × 2 ÷ 0,8 = 5 000 Wh, soit 5 kWh utiles. Le même besoin en plomb demanderait 8 kWh de capacité nominale pour le même service rendu.

Le choix entre les deux technologies ne se joue pas seulement sur le prix d'achat : nous l'avons détaillé dans le comparatif batterie plomb ou lithium pour le solaire.

Choisir la tension du parc

La tension se choisit sur la puissance appelée, pas sur la capacité. En dessous de 1 000 W de consommation simultanée, un parc 12 V suffit. Entre 1 000 et 3 000 W, on passe en 24 V. Au-delà de 3 000 W, le 48 V s'impose. La raison est le courant : à puissance égale, doubler la tension divise le courant par deux, donc la section de câble et le calibre des protections. Une erreur de tension se traduit par des câbles de 50 mm² là où 16 mm² auraient suffi.

Dimensionner le régulateur de charge

Notre règle de calcul, celle que le bureau d'études applique sur toutes les études : un panneau produit environ 80 % de sa puissance nominale en conditions réelles, et ce chiffre se divise par la tension nominale du parc batterie — 12,8 V pour un parc 12 V lithium, 25,6 V en 24 V, 51,2 V en 48 V. Aucune marge supplémentaire n'est à ajouter, elle est déjà dans le coefficient.

Exemple avec 1 800 Wc sur un parc 24 V lithium : 1 800 × 0,8 = 1 440 W, divisés par 25,6 V, soit 56 A. On retient le calibre normalisé immédiatement supérieur. Le choix entre MPPT et PWM, lui, n'en est pas vraiment un en site isolé : voir le comparatif MPPT ou PWM.

Le convertisseur : puissance continue et pics de démarrage

Un convertisseur se choisit sur la puissance simultanée réelle, pas sur la somme des puissances affichées des appareils : tout ne fonctionne jamais en même temps. En revanche, il faut tenir compte des pics de démarrage — un moteur de pompe ou de compresseur appelle 3 à 5 fois sa puissance nominale pendant une fraction de seconde. C'est la réserve de surcharge du convertisseur qui absorbe ce pic, pas sa puissance continue.

Faut-il prévoir un appoint ?

Sur une résidence principale en site isolé, oui, dans la quasi-totalité des cas. Dimensionner le solaire pour couvrir seul deux semaines de brouillard en décembre conduit à une installation surdimensionnée onze mois sur douze. Un groupe électrogène d'appoint, relié à un convertisseur-chargeur, coûte moins cher que les kWc et les kWh qu'il évite d'installer.

Les erreurs les plus fréquentes

Dimensionner sur une journée d'été : l'installation tombe en novembre. Oublier le réfrigérateur, qui est le premier consommateur d'un site isolé et fonctionne 24 heures sur 24. Choisir le plomb pour son prix d'achat sans intégrer la profondeur de décharge, ce qui revient à acheter deux fois la capacité. Et sous-dimensionner la section des câbles continus entre batterie et convertisseur, source numéro un des pannes que nous voyons remonter au SAV.

Faire vérifier votre dimensionnement

Ces règles situent un projet, elles ne remplacent pas une étude. Envoyez-nous votre liste d'appareils avec leurs puissances et leurs durées d'utilisation, votre localisation et la période d'occupation du lieu : nos ingénieurs font le bilan de puissance et le dimensionnement gratuitement, comme ils le font depuis 2014. Écrivez à sav@myshop-solaire.com ou passez par la page Contactez-nous.

Pour aller plus loin : nos kits solaires pour maison autonome, nos batteries, nos régulateurs MPPT et PWM et le comparatif autoconsommation ou site isolé.