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Choisir son panneau solaire pour voyager en bivouac

par Anthony 31 mars 5550 lecteurs 1 commentaires Lecture 9 mn

Résumé :

Les panneaux solaires sont de plus en plus présents autour de nous : sur les toitures, sur les véhicules (vans), et sur nos sacs et sacoches… Avouons que charger ses appareils électroniques simplement à l’aide du rayonnement solaire, c’est pratique ! Mais quelle est leur efficacité sur le terrain ? Et comment les choisir ? Voici un début de réponse.

Les éléments reliés à cet article :

PT Flap 16W Powertec
458 g 300 €
Cet article vient en complément du dossier “énergie nomade” paru dans CA#67.
Pour ceux qui l'ont déjà lu : les résultats de nos tests sont en fin d'article :)


Comment ça marche ?


Constitué de cellules photovoltaïques à base de silicium, un panneau solaire semble être la solution idéale pour nos activités de pleine nature. Sauf si l’on aime les climats particulièrement incléments, ou qu’on envisage un voyage pendant la nuit polaire, il est agréable de pouvoir compter sur la simple présence du soleil pour recharger nos batteries (parfois dans tous les sens du terme !). Une fois le soleil apparent, l’atout du panneau est qu’il fournit de l’électricité en toutes circonstances : que l’on soit en mouvement ou posé au bivouac, le panneau bosse tout seul.
Pendant mon voyage Home Sweet Home, le panneau solaire a été la solution parfaite pour recharger les batteries de mes caméras. Sans ça, je n'aurais pas pu réaliser mon film !
Pendant mon voyage Home Sweet Home, le panneau solaire a été la solution parfaite pour recharger les batteries de mes caméras. Sans ça, je n'aurais pas pu réaliser mon film !
Charger ses appareils au bivouac, loin de tout, sans rien faire, idéal non ?
Charger ses appareils au bivouac, loin de tout, sans rien faire, idéal non ?

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Critères de choix


Voici les différents paramètres auxquels porter attention :
  • Les cellules. On en distingue deux types : monocristallin et polycristallin. Les premières – plus sombres – présentent un meilleur rendement tant qu'elles restent à température modérée, mais chauffent également plus vite. Les panneaux polycristallins sont plutôt recommandés pour les climats particulièrement chauds, car ils chauffent moins (plus clairs). Pour les activités outdoor on ne trouve désormais que des panneaux monocristallins bien adaptés à nos besoins.
  • La puissance. Elle est à choisir en corrélation avec le reste de l’équipement : pour rappel, un panneau solaire de 10 W peut générer, sur le papier, 10 Wh s’il est impeccablement exposé au soleil pendant 1 heure. Mais ce n'est que la théorie, car en pratique il est toujours difficile d’exploiter cette puissance maximum en continu. En effet, elle ne s’obtient qu’en conditions idéales : intensité de rayonnement solaire élevé et panneau parfaitement orienté face au soleil. Sur le terrain, de nombreux facteurs amoindrissent ces performances : passage à l’ombre (nuages ou sous des arbres), inclinaison du panneau par rapport au rayonnement solaire, astre qui descend sur l’horizon…
  • La taille. Je distingue volontairement ce critère du précédent : quitte à choisir un panneau, mieux vaut qu’il s’adapte bien au support sur lequel vous souhaitez l’installer. En d’autres termes, il est plus efficace d’avoir un panneau 10 Watts toujours bien orienté face au soleil qu’un panneau 15 Watts trop grand qui verra moins le soleil. À l’inverse, pour des conditions météo mitigées, on peut aussi surdimensionner son panneau pour espérer en tirer une puissance suffisante. Notons aussi que certains panneaux sont plus flexibles que d'autres, ce qui peut faciliter leur installation.
  • Le nombre de sorties : en mouvement, le plus souvent, on ne branche qu’un seul dispositif de type batterie externe. Tandis qu’au bivouac, il est possible de charger plusieurs appareils en simultané. Attention à une caractéristique : souvent, les panneaux solaires de plus de 15 W ne délivrent cette puissance que si leur 2 ports USB sont utilisés en même temps (en USB-A mais l’USB-C devrait corriger cela).
  • L’ergonomie. De quoi accrocher correctement le panneau et, éventuellement, un emplacement pour stocker la batterie qui est chargée : des petits détails qui peuvent simplifier la vie. Toutefois, cela rend souvent le panneau un peu plus volumineux lorsqu'il est replié.

À vélo, des panneaux de 10 à 15W peuvent facilement être installés d'une manière à souvent voir le soleil.
À vélo, des panneaux de 10 à 15W peuvent facilement être installés d'une manière à souvent voir le soleil.
Des petits mousquetons et des oeillets aux 4 coins du panneau sont toujours très pratiques pour le fixer correctement.
Des petits mousquetons et des oeillets aux 4 coins du panneau sont toujours très pratiques pour le fixer correctement.
Certains panneaux proposent un emplacement dédié pour ranger l'appareil électronique pendant la charge. Ces panneaux, munis d'un enveloppe de tissus, sont souvent un peu plus volumineux (plus épais une fois repliés).
Certains panneaux proposent un emplacement dédié pour ranger l'appareil électronique pendant la charge. Ces panneaux, munis d'un enveloppe de tissus, sont souvent un peu plus volumineux (plus épais une fois repliés).

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Nuages : ne pas tomber dans le panneau !


Petite précision qui risque de casser une légende de rue : lorsque les nuages s’invitent, n’espérez pas tirer des merveilles d’un panneau solaire : même un léger voile d’altitude dégrade nettement ses performances. Lors de notre test, le solarimètre chutait d’ailleurs drastiquement au moindre nuage.

Protocoles de test


Il n’est pas question de se balader avec un panneau pendant une journée et de voir si ça a fonctionné : trop de paramètres entreraient en jeu, sans pouvoir en tirer de conclusion fiable. Grâce à notre banc de test, nous avons pu ainsi les placer dans des conditions rigoureusement identiques et mesurer leur rendement. La comparaison directe entre fabricants n’est pas envisageable puisque chaque modèle propose une puissance théorique différente. Seuls les rendements sont évalués ici.

Le banc est conçu pour faire varier l’inclinaison facilement. La tige de métal permet de se placer parfaitement à la verticale : pas d’ombre portée = position verticale. Sur le bord du banc, un solarimètre permet de mesurer l’intensité du flux solaire en continu, pour s’assurer qu’il ne varie pas au cours de la mesure. Mention spéciale au climat haut-alpin qui permet de trouver ces conditions facilement, même en plein hiver ! Ajoutons d’ailleurs que l’ensoleillement aux alentours de 13 heures, fin février, à Chorges (05) permet d’obtenir un flux solaire très élevé, comparable à une journée d’été. Enfin, à l’ombre du panneau sont placés les outils de mesure de puissance : un rhéostat et un wattmètre Voltcraft.

Test n°1 : rendement optimal
Nous avons placé chaque panneau parfaitement en face du soleil, au maximum du rayonnement solaire de la journée (environ 1100 W/m2). En faisant varier la résistance du rhéostat, nous pouvions mesurer la puissance en sortie du panneau solaire.

Test n°2 : variation de l'angle
Nous avons utilisé l’un des panneaux pour visualiser l’impact de l’inclinaison du panneau par rapport au rayonnement solaire. Grâce à l’ombre projetée de la tige de métal, nous avons fait varier l’angle par intervalle de 10°.

Test n°3 : double sortie
Ce test se focalisait sur les panneaux à double sortie. En effet, certains panneaux annoncent une puissance théorique de 18 W, mais possèdent 2 sorties USB pouvant délivrer chacune 13 Watts maximum. La puissance théorique ne s’obtient donc qu’en utilisant les 2 sorties simultanément. Grâce à une guirlande lumineuse USB de 4 Watts (puissance contrôlée par un second wattmètre USB), nous avons pu ainsi voir si la puissance totale augmentait.
Face au soleil ! La tige métallique sur le dessus permet de vérifier, sans ombre projetée, que le panneau est parfaitement vertical au rayonnement solaire.
Face au soleil ! La tige métallique sur le dessus permet de vérifier, sans ombre projetée, que le panneau est parfaitement vertical au rayonnement solaire.
Le solarimètre, afin de s'assurer que le rayonnement solaire est constant. Des petites variations sont difficilement perceptibles sans instrument.
Le solarimètre, afin de s'assurer que le rayonnement solaire est constant. Des petites variations sont difficilement perceptibles sans instrument.
Les instruments placés derrière le panneau testé : wattmètre à gauche, et rhéostat à droite. Les deux potentiomètres permettent d'ajuster plus ou moins finement la résistance du rhéostat.
Les instruments placés derrière le panneau testé : wattmètre à gauche, et rhéostat à droite. Les deux potentiomètres permettent d'ajuster plus ou moins finement la résistance du rhéostat.

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Les panneaux testés


Nous avions 7 panneaux solaires différents. Toutefois, certains panneaux étaient neufs, tandis que d'autres avaient déjà servi depuis quelques années. Voici les modèles :

  • Anker PowerPort Solar A2421 : état neuf.
  • Forclaz Trek 100 : fourni neuf fin 2019, utilisé quelques semaines en voyage à vélo. Il n'est plus commercialisé, mais un modèle très similaire existe : le Forclaz SLR500.  
  • Powertec PT Flap 6W : état neuf.
  • Powertec PT Flap 16W : fourni neuf en 2019, il a beaucoup servi depuis !
  • RavPower RP-PC008 16W : acheté en 2019, il n'a presque jamais servi depuis... Il ne se trouve plus dans le commerce.
  • Sunslice Fusion Flex 12 : état neuf.
  • Sunslice Fusion Flex 18 : état neuf.


Un grand merci aux marques qui ont accepté de participer au test : Anker, Forclaz, Powertec et Sunslice.

Voici leurs caractéristiques détaillées :

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On peut d'ores et déjà faire quelques remarques à propos de ces spécifications :
  • les panneaux au delà de 10 W proposent 2 sorties
  • les panneaux 1, 2 et 7 ont une enveloppe en tissus : ils sont plus volumineux (et occupent davantage de surface) mais proposent tous les 3 un emplacement pour ranger un appareil en charge.
  • les panneaux Sunslice sont plus flexibles, tandis que les Powertec sont plus rigides.
  • le panneau Powertec PT Flap 16 propose une sortie 12V que nous ne testerons pas ici. Elle me semble surtout utile pour charger certains drones.


Néanmoins, il faut regarder de près la documentation de chaque panneau qui propose 2 sorties. Prenons l'exemple du SunSlice Fusion Flex 18 :
  • chaque sortie USB est donnée pour 5V-2.7A, soit 13,5W maximum.
  • c'est seulement en utilisant les 2 ports USB en parallèle que l'on pourrait théoriquement exploiter les 18W annoncés.

Ceci est valable pour tous les panneaux à 2 sorties présentés ici. Notons que c'est une limite inhérente à la norme USB "classique" (5 Volts), qui plafonne à 15W (3A/5V). 

Nous avons ainsi effectué notre test n°1 sur une seule sortie USB, et reporté dans le tableau ci-dessous les résultats, en précisant bien la puissance théorique de celle-ci (et non la puissance totale théorique) :
Mesures effectuées avec un rayonnement solaire de 1100W/m2
Mesures effectuées avec un rayonnement solaire de 1100W/m2
Un chiffre doit vous interpeller n'est-pas ? Un rendement supérieur à 1 pour le Sunslice Fusion Flex 18 ?!? À vrai dire, le panneau solaire est capable de délivrer davantage de puissance, et sa régulation sur une sortie dépasse sa limite théorique. On y revient plus tard dans le test n°3, mais sachez que cela n'endommagera pas votre appareil électronique branché bien entendu (seule l'électricité nécessaire sera fournie).

Un autre chiffre est marquant : le rendement du panneau solaire Powertec PT Flap 16, assez faible. Sans pouvoir le prouver, je pense que c'est dû à son âge et à ce que je lui ai fait subir pendant certains voyages, ce qui a légèrement dû endommager son traitement de surface. Il reste comme une fine pellicule que je ne parviens pas à nettoyer parfaitement... Ce piètre résultat est largement contrebalancé par les très bonnes performances du PT Flap 6, qui utilise exactement la même technologie de cellules. Conclusion : ménagez tout de même vos panneaux ;)

Enfin, pas de miracle du côté des panneaux que l'on trouve sur Amazon ou équivalent : malgré leurs prix très attractifs, ils sont un peu moins performants que la moyenne... Même leurs données techniques sont un peu floues parfois !
Ne faites pas comme moi !
1) d'une part cette installation est peu efficace
2) d'autre part j'ai ruiné ce panneau à cause de projections boueuses !
Ne faites pas comme moi !
1) d'une part cette installation est peu efficace
2) d'autre part j'ai ruiné ce panneau à cause de projections boueuses !
Grâce à ces mesures, on peut s'amuser à calculer quelques données intéressantes pour évaluer les panneaux. Pour la "surface" : j'ai utilisé la surface totale (et non juste celle occupée par les cellules), car ce qui nous préoccupe, c'est la place que ça prend sur nos affaires !
Mesures effectuées avec un rayonnement solaire de 1100W/m2
Mesures effectuées avec un rayonnement solaire de 1100W/m2
On peut en conclure quelques éléments :
  • pour qui souhaite voyager léger, les panneaux Sunslice et Powertec sont très bons ! 
  • certains panneaux à double sortie sont désavantagés : ceux qui ont une sortie USB moins puissante que la sortie totale.

En effet, prenons l'exemple du Sunslice Fusion Flex 18. Sa surface de cellules photovoltaïques devrait pouvoir produire 18W, tandis qu'une seule sortie ne peut (théoriquement) dépasser 13,5W. Avec ce protocole de test, c'est donc comme si une partie du panneau ne servait pas (donc une partie de la surface, et une partie du poids). En pratique, sur le terrain, on peut le voir différemment : si les conditions idéales ne sont pas réunies (orientation face au soleil, rayonnement moins puissant), le panneau plus grand arrivera mieux à générer la puissance de 13,5W, car il a davantage de surface pour y parvenir. C'est d'ailleurs l'objet du test suivant : le test n°2 qui consiste à faire varier l'incidence du soleil et mesurer la puissance en sortie.
item photo
Nous l'avons effectué avec plusieurs panneaux, et ici, seuls les mesures du Sunslice Fusion Flex 12 sont présentés. Les autres panneaux donnaient des résultats comparables. On peut lire assez facilement ce graphique :
  • la puissance de sortie est parfaitement corrélée au rayonnement solaire, qui baisse lorsque l'angle d'incidence augmente
  • on remarque qu'au-delà de 50° d'inclinaison, les pertes de puissance deviennent significatives

Cela corrobore donc ce qui était dit au paragraphe précédent : si le poids et l'encombrement ne sont pas un frein, un panneau solaire un peu surdimensionné permet de contrecarrer ce qui se passe effectivement sur le terrain : panneau mal orienté et soleil qui ne produit pas toujours un rayonnement élevé selon l'heure de la journée.
Enfin, place au test n°3 : la double sortie. Eh bien, comment dire... c'est un peu la surprise ! Nous avons notamment essayé avec les panneaux Sunslice (12W et 18W), mais à chaque fois, nous avons obtenu des puissances similaires à si l'on utilise une seule sortie ! Par exemple, lorsque la guirlande consommait 4W, le rhéostat ne pouvait pas consommer plus de 10,2W. Et en débranchant la guirlande, j'arrivais à régler le rhéostat pour atteindre 14,2W de puissance. Kif kif comme on dit ! L'explication serait à creuser du côté de la régulation électronique... et cela n'enlève en rien les bonnes performances du panneau :)

Conclusion


Le panneau solaire est une solution polyvalente, adaptable et qui fonctionne dans de nombreuses circonstances. Pour bien le choisir, il s'agit d'abord de bien évaluer ses besoins énergétiques (c'était d'ailleurs un des sujets de l'article du CA#67 :)). Ces tests ont montré que :
  • certains modèles présentent un bon rapport entre surface/poids et puissance fournie.
  • il faut veiller à choisir le bon format de panneau, pour optimiser son exposition au soleil
  • c'est important de protéger son panneau pour qu'il reste performant dans la durée

Avec tous ces éléments, c'est maintenant à vous de voir celui qui peut vous convenir. N'hésitez pas à poser des questions en commentaires, ou à nous indiquer des modèles qui nous auraient échappé (certaines marques ne nous ont pas donné de réponse).

Et si vous voyagez à vélo, vous pouvez aussi aller voir du côté des moyeux-dynamo, une bonne solution d'appoint.
Dévorer le paysage des yeux, et générer de l'électricité en même temps.
Dévorer le paysage des yeux, et générer de l'électricité en même temps.

Fin Mosaic

Les éléments reliés à cet article :

PT Flap 16W Powertec
458 g 300 €

L'auteur de cet article :

Anthony Anthony
Commentaires
marie31 - 09 avr.
mis à jour le 13 avr.
difficile à juger mais dans le choix il ya la notion de SAV un exemple malheureux sur ce site https://biclousetbidouilles...
autre remarque la disponibilite comme pour tout le reste c est parfois compliqué en ce moment
la remarque sur les panneaux vendus par amazon etait elle destiné à anker ? par ce que c'est le SEUL moyen d en acheter le site officiel renvoyant uniqement sur amazon :(