Rectificatif,
Combien faut-il de m2 de panneau solaire pour alimenter un véhicule électrique équipé de batteries ?
Energie utile pour un véhicule électrique : un véhicule électrique proche du véhicule référence est équipé d’environ 300 kg de batteries (autonomie de l’ordre d’une bonne centaine de km avec des batteries au lithium) de batteries pèse environ 1300 kg + 300 kg – 100 kg de moteur (delta entre moteur diesel et moteur électrique) = 1500 kg. Par conséquent, il nous faut environ 15% d’énergie en plus (cf. nota C). L’énergie utile au déplacement d’un tel véhicule électrique devient alors = 83 MJ (notas A et B) x 1,15 = 95 MJ au cent
Energie à produire pour réaliser 100 km = 95 MJ / 0,7 (nota D) = 136 MJ au cent = 1,36 MJ/km
Hypothèse d’utilisation, énergie nécessaire : par exemple 55 km/jour (soit 20000 km par an si l’utilisateur roule tous les jours) nécessite la production de 1,36 MJ/km x 55 km = 75 MJ à produire par jour
Energie produite par m2 de panneaux solaires : 225 kWh/an (cette valeur semble plutôt élevée) = 810 MJ/an = 2,2 MJ/jour (donnée Christophe) (nota E).
Combien faut-il de m2 de panneau solaire pour produire 75 MJ/jour (55 km) ?
A raison de 2,2 MJ par m2 et par jour, il nous faut 75MJ/2,2MJ = 34 m2 de panneaux solaire
Voir ci-dessous l’explication (nota F) des 25m2 obtenus pas Christophe (les 2 résultats sont justes)
Michel Kieffer (assisté par Christophe, merci)
Notas (pour les courageux qui veulent savoir d’où viennent les chiffres ci-dessus) :
A - Véhicule référence : voiture à moteur diesel, masse véhicule environ 1300 kg :
• Données : hypothèse consommation moyenne moteur diesel : 6,5 litres au cent ; rendement 35% ; densité gasoil 0,85 ; énergie gasoil 43 MJ/kg ; rejets : 0,073 kg de CO2 par MJ de gasoil (3,16 kg / kg)
• Energie embarquée pour réaliser 100 km (U2) = 6,5 litres x0,85x43MJ = 237 MJ
B - Energie utile pour le véhicule de référence
Rendement moteur = 35% =>’énergie utile au déplacement = 237x0,35 = 83 MJ au cent. Ces 83 MJ servent à accélérer le véhicule, à vaincre la résistance aérodynamique, la résistance au roulement et les pentes. Le reste, 154 MJ, est perdu.
C - Origine du coefficient 1,15 ci-dessus : ce coefficient représente la puissance supplémentaire nécessaire pour déplacer 300 kg de batteries – 100 kg de moteur (delta entre moteur diesel et moteur électrique) = +200 kg. Analogie avec une voiture classique : la consommation d’une voiture augmente d’environ 0,5 litres au cent par 100 kg supplémentaires. Conséquence, cette surmasse de 200 kg entraîne une augmentation de 2x0,5 l/100 = +1 litres au cent soit environ +15% (base conso : 6,5 l), voici l’origine du coefficient 1,15 ci-dessus.
D - Rendement global de la chaine de « production solaire + stockage statique » x « stockage mobile + moteur » = 0,84x0,84 = environ 70% ou 0,7 (cf hypothèse Christophe)
E – Unités d’énergie et de puissance : voir page BD « électricité et CO2 » pages 20 21
http://cocyane.chez-alice.fr/pdf/electricite_et_co2.pdf
F - Explication de la différence avec les 25 m2 de Christophe : 25 m2 correspondent à l’hypothèse basse de Christophe 0,2 kWh ce qui coorespond pour le véhicule équivalent diesel 5,7 litres de gasoil au cent (43 MJ/kg, densité 0,85, rendement moteur diesel = 35%). La base de mon calcul est un peu différente : je suis parti sur une conso du véhicule référence = 6,5 l au cent majorée de 15% entraînée par la masse supplémentaire des batteries. Ceci nous fait un rapport = 6,5x1,15/5,7 = 1,31 ; 1,31x25 = 33 m2 …donc ça colle !
