Quel est l’apport du solaire en toiture sur l’autonomie des véhicules électriques ?

D’après pv magazine International

Des universitaires ukrainiens, lettons et slovaques ont estimé l’impact du PV intégré aux véhicules (VIPV) sur le le rendement énergétique et sur l’autonomie kilométrique des voitures électriques. Ils ont en effet voulu déterminer si une source d’énergie solaire en toiture contribuerait à réduire le temps de recharge des batteries, ce qui est un problème aujourd’hui crucial pour favoriser l’adoption des véhicules électriques. À Kiev (Ukraine), ils ont donc utilisé une Volkswagen e-Golf 7 électrique de 2017 pour déterminer la distance que l’électricité solaire pouvait permettre de parcourir avec une seule charge pleine de la batterie.

Le groupe de scientifiques a déterminé que la surface disponible sur le toit du véhicule était de 1 468 mm x 1 135 mm. En se fondant sur ces dimensions, ils ont estimé que le toit pouvait accueillir deux panneaux solaires de 120 W et un module monocristallin de 50 W fournis par le fabricant chinois Xinpuguang. Ils ont branché les trois panneaux en parallèle, aboutissant à une puissance maximum de 257,92 W.

Les chercheurs, qui publient leurs conclusions dans l’article « Application of photovoltaic panels in electric vehicles to enhance the range », récemment publié dans la revue Heliyon, ont ensuite calculé la production d’électricité PV sur des journées types des mois de janvier, avril, juillet et octobre. À l’aide de données provenant d’essais réalisés sur des voitures par le New European Driving Cycle (NEDC) et l’Agence américaine pour la protection de l’environnement (EPA), ils ont comparé la distance supplémentaire que le véhicule pouvait parcourir grâce à l’énergie solaire. Pour cela, ils sont partis du principe que les modules solaires ne pouvaient recharger les batteries de la voiture qu’en stationnement.

Les résultats indiquent que le système VIPV fixe pourrait produire 1 587 Wh d’électricité en juillet, permettant à la voiture de parcourir 7,98 km selon les standards de l’EPA, ou 12,64 km d’après ceux de NEDC. « Cela représente respectivement 3,99 % et 6,32 % de la distance maximale possible avec une charge pleine de la batterie », déclarent les scientifiques. En janvier, le système fixe génère 291 Wh, soit une distance de 1,55 km (EPA) et 2,32 km (NEDC), respectivement 0,77 % et 1,16 % de la distance maximale.

Ils ont ensuite étudié l’intérêt d’installer un système photovoltaïque inclinable (selon le principe d’un tracker). Ce système n’apporterait pas de bénéfices en été et apporterait un rendement légèrement supérieur au printemps, en automne et en hiver. Les meilleurs résultats ont été enregistrés au mois de janvier : le véhicule pourrait alors parcourir 3,01 km (EPA) ou 4,52 km (NEDC), ce qui correspond respectivement à 1,51 % et 2,26 % du kilométrage maximum possible avec une seule charge de la batterie. Mais dans le même temps, le LCOE de cette solution s’avère 40 % supérieur à celui du système fixe. D’après leurs calculs, le LCOE du système PV avec une inclinaison de zéro degré est de 0,6131 €/kWh. Pour un système présentant une inclinaison de 20 ou de 80 degrés, le LCOE est de 1,0148 €/kWh.

Dans leurs futurs travaux, ils prévoient d’incorporer la modélisation et l’analyse du système photovoltaïque intégré au véhicule, en tenant compte des effets de la courbure de la toiture (et donc des panneaux PV), des modes de conduite, de l’alternance et de la durée des phases de stationnement et de conduite, et de l’ombrage sur l’efficacité de la conversion énergétique.

Traduction assurée par Christelle Taureau.