Guide GSIKE pour dimensionner une installation autonome de 4 kW 24 V

Commencez par lister les appareils que vous allez alimenter et leur consommation quotidienne en Wh. C'est le point de départ de tout le calcul.

Soyez méticuleux en dressant la liste. N'oubliez pas les appareils en veille : la box Internet, les chargeurs, la télé en attente. Ils paraissent riquiquis, mais ils totalisent entre 50 et 100 Wh par jour et, si vous les omettez, le système devient trop juste et la batterie s'épuise plus tôt que prévu.

Ensuite, prenez la saisonnalité en compte. En été, il y a plus de soleil et les panneaux produisent davantage, mais vous utilisez plus d'appareils (ventilateur, réfrigérateur qui fonctionne davantage). En hiver, il y a moins de soleil, mais vous consommez moins sans climatisation. Dimensionnez votre installation pour une journée moyenne, ni la meilleure ni la pire.

Pour placer les panneaux, l'inclinaison et l'orientation comptent. Un toit orienté plein sud avec la bonne inclinaison donne le maximum ; s'ils sont au sol ou partiellement ombragés, il vous faut plus de surface pour atteindre la même production.

N'oubliez pas la protection. Le champ solaire peut produire une tension élevée en plein soleil, il vous faut des fusibles et un parafoudre côté DC, le plus près possible des panneaux et de la batterie.

Au choix de la section des câbles, gardez une marge pour l'avenir. Si aujourd'hui vous mettez du 25 mm² et que dans un an vous voulez ajouter des panneaux, il faudra peut-être refaire le tirage. C'est pourquoi nous conseillons une taille au-dessus du minimum actuel.

Et si vous habitez une région d'orages, mettez une protection parafoudre aussi sur la sortie AC, et revoyez la mise à la terre, qui est clé pour la sécurité du système.

Avant de toucher quoi que ce soit, rappelons les grandeurs. Un panneau de 400 W délivre environ 40 V en circuit ouvert et environ 10 A en conditions standard. Si vous mettez trois panneaux en série, la tension s'additionne (120 V) et le courant reste ; si vous en mettez trois en parallèle, le courant triple et la tension reste. Le MPPT du GSIKE travaille entre 60 et 500 V DC, donc des séries de 2 à 12 panneaux de 400 W entrent largement.

L'erreur la plus fréquente, c'est de confondre tension du panneau et tension de la batterie. Les panneaux produisent entre quelques dizaines et plusieurs centaines de volts DC ; la batterie, c'est 24 V. Le régulateur MPPT s'occupe de ce décalage : il tire l'énergie du panneau à la tension optimale et la livre à la batterie à 28,8 V. C'est pourquoi vous pouvez mettre des panneaux à haute tension en série sans danger pour le banc.

Autre faute courante, dimensionner la batterie par l'énergie (Wh) et oublier le courant (A). Le GSIKE à 4200 W, sous 24 V, réclame de l'ordre de 175–200 A continus au banc. Si votre batterie de 100 Ah n'accepte que 50 A de décharge continue, elle se protègera et l'onduleur s'arrêtera. Il faut une LiFePO4 24 V qui tienne ce courant, et pas seulement les Wh que vous cherchez.

Côté fusibles : sur le pôle positif de la batterie, le plus près possible de la borne, placez un fusible DC dimensionné à 1,25 à 1,5 fois le courant maximum du tronçon. Sur un système de 200 A, cela donne un fusible d'environ 250 A. Côté panneaux, le fusible de string protège chaque série. Ce sont des pièces bon marché qui évitent un incendie si un câble s'effiloche.

L’interrupteur CC et le disjoncteur différentiel sont indispensables. La sortie 230 V de l’onduleur doit passer par un disjoncteur qui coupe en cas de surcharge et un différentiel qui protège les personnes. Ce sont des éléments qu’un installateur pose dans le cadre de son métier, mais si vous procédez vous-même à l’installation, ne lésinez pas dessus pour faire des économies.

Pensons à l’autoconsommation. Le nombre d’heures d’ensoleillement équivalentes par jour détermine la production de votre champ. En France métropolitaine, comptez 4 à 5 heures de pointe en été et 2 à 3 en hiver. Un champ de 3 000 Wc, avec 4 heures de pointe et un rendement global de 80 %, produit environ 9,6 kWh par jour en été. C’est ce chiffre que vous devez comparer à votre consommation.

Et côté batterie, appliquez la règle des 80 %. Les batteries LiFePO4 peuvent habituellement être déchargées jusqu’à 80 % de leur capacité utile sans s’user. Une batterie de 100 Ah sous 25,6 V stocke 2 560 Wh, dont environ 2 048 Wh sont utilisables. C’est ce que vous pouvez consommer pendant la nuit sans remords. Si vous prévoyez une journée d’autonomie, doublez ou triplez cette valeur.

Un mot sur l’orientation : dans l’hémisphère nord, les panneaux sont orientés plein sud et inclinés à un angle proche de la latitude du lieu. En France, une inclinaison de 30 à 45 degrés est un bon choix. Si vous les posez à plat ou les orientez vers l’est, la production baisse et il vous faudra davantage de surface pour obtenir le même résultat.

Et si des arbres ou des cheminées créent des ombres partielles, un panneau ombragé réduit la production de toute la série. Dans ce cas, mieux vaut répartir le champ en séries courtes ou opter pour des optimiseurs par panneau. Pour une petite installation, il suffit souvent de déplacer les panneaux afin qu’ils soient en plein soleil aux heures centrales de la journée.

Prenons un cas très courant et mettons des chiffres dessus : un abri de campagne qui utilise un éclairage LED (20 Wh/jour), un petit réfrigérateur (150 Wh/jour), une box (50 Wh/jour), des chargeurs de téléphone portable et d’ordinateur (80 Wh/jour) ainsi qu’une pompe de surpression qui fonctionne 10 minutes par jour (30 Wh/jour). Total : environ 330 Wh par jour. Avec 4 heures d’ensoleillement de pointe, un champ de 1 200 Wc produit environ 3,8 kWh par jour, soit plus qu’il n’en faut ; une batterie de 50 à 60 Ah sous 24 V couvre la nuit.

Le câblage CC entre la batterie et l’onduleur est l’endroit où l’on perd le plus d’énergie en cas d’erreur. Sous 24 V, le courant est élevé : 4 200 W sous 24 V, c’est environ 175 A. Si vous choisissez un câble trop fin, il chauffe et vous perdez de la tension, ce qui déclenche l’alarme de sous-tension de l’onduleur. C’est pourquoi le tableau des sections passe de 25 mm² (courte distance) à 50 mm² (longue distance). Ne lésinez pas sur ce point : le cuivre coûte peu comparé à une panne.

Le câblage des panneaux, lui, travaille à haute tension et à faible courant, donc des câbles solaires de 4 mm² suffisent pour des séries d’une certaine longueur. Là, la section n’est pas si critique ; l’important, c’est d’utiliser du câble solaire MC4 adapté à l’extérieur et de ne pas raccorder les panneaux avec du câble d’installation classique.

Et le fusible de batterie, on insiste : il est sur le positif, à moins de 20 cm de la borne, dimensionné à 1,25–1,5 fois le courant maximal. Si un câble vient toucher la tôle du véhicule ou du coffret, ce fusible saute et évite un court-circuit. C’est la pièce la moins chère et la plus importante de toute l’installation.

Pensons maintenant à l’hiver. En France, en décembre, les heures d’ensoleillement de pointe tombent à 2–3. Un champ qui produit 10 kWh par jour en été en produit 4–5 en hiver. C’est pourquoi vous dimensionnez le champ en pensant au pire trimestre, pas au meilleur. Si vous dimensionnez pour juillet, en février vous serez juste ; si vous dimensionnez pour novembre, en été il restera de la production que vous pourrez utiliser pour recharger davantage.

Et l’autonomie : combien de nuits voulez-vous tenir sans soleil ? Si vous dimensionnez pour une nuit, une batterie de 100 Ah suffit ; si c’est pour trois jours de suite sans soleil, il faut 200–300 Ah. Dans une remise utilisée le week-end, une nuit suffit souvent ; dans une habitation permanente, triplez la consommation journalière pour être tranquille.

Pour conclure, un conseil d’installateur : commencez par le plan. Dessinez où vont les panneaux, où va l’onduleur, où va la batterie et par où passent les câbles. Un plan évite de devoir tirer les câbles là où vous ne le vouliez pas et que la distance batterie–onduleur soit de 6 m au lieu des 2 m prévus. Mesurez deux fois, coupez une fois.

Voyons un deuxième exemple, cette fois pour un atelier de jardinage à la consommation un peu plus forte. Supposons que l’atelier utilise une lumière fluorescente (40 Wh), un petit poste à souder qui fonctionne 20 minutes par jour (200 Wh), un compresseur qui démarre de temps en temps (150 Wh) et des chargeurs d’outils (100 Wh). Total : environ 490 Wh par jour. Ici, nous conseillons un champ de 2000–2500 Wp (5–6 panneaux de 400 W) et une batterie de 60–80 Ah sous 24 V. Le GSIKE fait tourner les deux sorties AC sans broncher.

Une erreur qu’on voit souvent, c’est de dimensionner la batterie pour le pic de puissance au lieu de l’énergie. Le pic de puissance, c’est l’onduleur et le banc qui le fournissent au moment du démarrage ; l’énergie, c’est ce qui vous dure la nuit. Il vous faut les deux : un banc qui tienne le courant de 175 A, et en plus les Ah qui vous donnent l’autonomie visée. Une batterie de 100 Ah qui n’accepte que 50 A de décharge ne sert pas pour un onduleur de 4200 W.

Autre détail qu'on oublie : la chute de tension dans le câblage des panneaux. Même en travaillant à haute tension, un câble long et fin perd un peu de voltage. Pour les longues séries, utilisez du câble solaire de 4 mm² et ne dépassez pas 15–20 m par string sans justifier la section. Si l'installation est très grande, mesurez la chute et ajustez.

Et l'interrupteur DC. Entre les panneaux et l'onduleur, il convient d'avoir un sectionneur DC qui vous permette de couper le champ sans grimper sur le toit pour couvrir les panneaux. C'est une pièce bon marché qui rend la maintenance beaucoup plus sûre. Côté AC, un disjoncteur et un différentiel complètent la protection.

Pour finir, la question qui revient le plus : et si je dépasse en puissance de panneaux ? Le GSIKE admet jusqu'à environ 6200 W de plafond. Si vous mettez 7000 W, le MPPT ne pourra tout simplement pas capter plus qu'il n'admet ; il ne casse pas, mais vous payez pour des panneaux que vous n'exploitez pas. C'est pourquoi nous conseillons de rester sous le plafond, pas de le franchir.

Un dernier calcul pratique. Supposons que vous dimensionniez pour une consommation de 500 Wh par jour. Avec 4 heures de pointe et un rendement de 80 %, il vous faut un champ de 500 / (4 × 0,8) ≈ 156 Wp... Cela paraît peu, mais rappelez-vous que ce calcul vaut pour une journée ensoleillée. Si vous dimensionnez pour l'hiver, avec 2,5 heures de pointe, la même consommation demande 500 / (2,5 × 0,8) ≈ 250 Wp. Et si vous voulez de la marge, doublez. C'est pourquoi une petite remise finit par utiliser 1500–2000 Wp, et non 300 Wp.

Côté batterie, un dernier conseil : n'achetez pas la capacité d'après ce que vous croyez consommer, mais d'après ce que vous mesurez. Si vous le pouvez, montez d'abord le système avec le mode sans batterie du GSIKE, lisez l'appli pendant deux semaines et, avec ce chiffre réel, commandez la batterie. C'est bien mieux que de commander à l'aveugle et de se retrouver trop juste ou trop large.

Et si, à un moment, vous doutez des calculs, demandez une relecture. Un installateur qualifié facture peu pour jeter un œil à votre plan et à vos sections de câble. Cette heure de relecture vous évite une erreur de dimensionnement qui pourrait coûter plusieurs centaines d'euros. L'électricité en 24 V et 500 V DC ne pardonne pas les calculs à l'œil.

Pour conclure le guide, voici une recommandation sur l'ordre d'achat. D'abord, l'onduleur GSIKE 4200 W. Ensuite, 3–6 panneaux de 400 W selon votre consommation journalière. Troisièmement, la batterie LiFePO4 24 V communicante, de la taille que vous aurez déterminée. Quatrièmement, les fusibles, sectionneurs et câbles. Dans cet ordre, vous n'achetez ni trop ni trop peu et, si vous changez d'idée en cours de route, vous avez de la marge pour vous adapter.

Et rappelez-vous que ce guide est un point de départ, pas une recette toute faite. Chaque toit, chaque consommation et chaque budget sont différents. Si, en faisant les calculs, vous obtenez une valeur intermédiaire, arrondissez au chiffre supérieur pour les panneaux et la batterie : mieux vaut un peu trop que pas assez. Avec le GSIKE dans l'équation, la limite de 6200 W de panneaux vous laisse une grande marge pour évoluer sans changer d'onduleur.

Une fois que vous aurez les chiffres, la fiche technique complète du GSIKE 4200 W vous servira de référence pour confirmer que le parc de batteries 24 V et le champ de panneaux que vous avez calculés respectent les limites de l'appareil. Et si une question survient pendant le montage, notre support en français vous donne un coup de main.

Au final, dimensionner une installation, ce n'est rien de plus qu'appliquer trois calculs : consommation journalière, heures de soleil de pointe et rendement de l'ensemble. Avec ces trois éléments et le tableau de cet article, vous avez l'essentiel pour commander le GSIKE 4200 W et les composants assortis, sans suracheter ni être trop juste.

Si un doute subsiste sur la section de votre câble ou la taille de votre champ, la fiche technique du GSIKE 4,2 kW fait foi. Et notre support en français répond à vos questions de dimensionnement, avant comme après l'achat, sans supplément.

Combien de panneaux solaires faut-il

Consommation journalière Puissance de panneaux conseillée Nb de panneaux 400 W Production attendue 200 Wh 800–1200 W 2–3 2,4–3,6 kWh/jour 500 Wh 1500–2000 W 4–5 4,5–6 kWh/jour 1000 Wh 2500–3500 W 6–9 7,5–10,5 kWh/jour 2000 Wh 4000–5000 W 10–12 12–15 kWh/jour

Sur le GSIKE 4200 W, la puissance solaire maximale est d'environ 6200 W. Vous pouvez donc installer jusqu'à 15–16 panneaux de 400 W, même s'il vaut mieux commencer par un champ plus modeste.

Quelle batterie choisir

La capacité de la batterie dépend de la quantité d'énergie que vous souhaitez avoir pendant la nuit. En règle générale, sa capacité utile devrait être deux à trois fois supérieure à la consommation journalière.

Consommation journalière Capacité conseillée Exemple sous 24 V Type 200 Wh 400–600 Wh 24 V / 20–25 Ah lithium 500 Wh 1000–1500 Wh 24 V / 40–60 Ah lithium 1000 Wh 2000–3000 Wh 24 V / 80–120 Ah lithium

Section des câbles

Distance batterie-onduleur Section conseillée Pertes max. jusqu'à 2 m 25 mm² <1 % 2–4 m 35 mm² <2 % 4–6 m 50 mm² <2 %

Exemple concret — dimensionner un abri

Imaginons un abri consommant 220 Wh par jour. Voici notre recommandation :

C'est un exemple prudent : il produit largement assez pour les lumières, le réfrigérateur, les chargeurs et un petit appareil, tout en laissant de la marge pour ajouter un cinquième panneau l'an prochain. Si vous n'utilisez l'abri que le week-end, vous pouvez même vous passer de batterie et travailler en plein soleil ; si vous l'utilisez au quotidien, la batterie de 50 Ah vous offre une nuit d'autonomie.

Verdict final

Verdict final : Pour une installation autonome avec le GSIKE 4200 W 24 V, nous conseillons de commencer avec 4–8 panneaux de 400 W et une batterie 24 V / 50–100 Ah. Vous pouvez démarrer sans batterie et compléter le banc selon vos besoins.

Verdict final

Questions fréquentes

Sources et données de référence

1. Fiche produit GSIKE G4200EU24V 4,2 kW 24 V (189,99 EUR, livraison gratuite en France) — https://gesike.com/fr-fr/products/gsike-4-2kw-24v-onduleur-hybride-mppt-120a-wifi-off-grid-france
2. EASUN 4 kW 24 V, boutique de référence dans l’UE — https://eu.easunpower.com/
3. Guide MPPT 120 A et plage de 60–500 V CC — référence technique — https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_charge_controller
4. Batterie LiFePO4 24 V et bus CC — référence pour le câblage — https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-cycle_battery

Guides et comparatifs