Voitures électriques avec panneaux solaires : ont-elles un avenir ?

Avec l’arrivée de la voiture électrique, les constructeurs ne lésinent sur aucune solution pour gagner des kilomètres d’autonomie. Chaque kilomètre compte, et les panneaux solaires installés sur le toit constituent une alternative que l’on trouve déjà sur certains nouveaux modèles.

Pour ne citer qu’un exemple, comme nous vous le racontions dans l’essai de l’Hyundai Ioniq 5, la voiture électrique de la marque coréenne propose en option un toit doté de panneaux photovoltaïques qui exploite l’énergie du soleil pour recharger à la fois la batterie de traction et la batterie de 12 volts alimentant les services auxiliaires du véhicule. Selon le constructeur, dans des conditions idéales, ce toit peut récupérer suffisamment d’énergie pour parcourir environ 5 km par jour.

Un chiffre similaire est annoncé par la Toyota avec les panneaux solaires, qui peuvent permettre à la Prius Plug-In Hybrid de gagner. Avec une puissance de 180 W, ils sont capables de générer entre 0,10 et 0,23 kWh. La Tesla Cybertruck a également été annoncée avec un système de panneaux solaires en option.

Les toits solaires photovoltaïques valent-ils la peine ?

Même si le gain peut sembler faible, il n’est pas négligeable. Au-delà d’un certain seuil, gagner 5 km d’autonomie sur une voiture électrique peut exiger une modification très radicale de l’aérodynamique, pouvant même affecter d’autres aspects comme le confort ou l’espace intérieur.

Et au bout d’un an, on parle d’environ 1 000 km d’autonomie supplémentaire « gratuite » que les panneaux solaires peuvent fournir. Encore faut-il que ces chiffres ne soient possibles que si le véhicule reste au moins 4 à 5 heures par jour au soleil, pendant une moyenne d’environ 200 jours par an. En d’autres termes, le gain procuré par les panneaux solaires de toit représente environ 1 km d’autonomie électrique par jour pour chaque heure où la voiture reste garée au soleil.

Une autre voiture qui « se vante » de se recharger grâce au soleil, la révolutionnaire Lightyear One, multiplie considérablement ce chiffre et offre environ 12 km d’autonomie supplémentaire par heure de circulation sous la lumière du soleil, grâce à ses 5 mètres carrés de panneaux solaires.

Mais malgré tout, il est évident qu’amortir un élément comme un toit à panneaux solaires, lorsque le véhicule ne le prévoit pas de série, est très compliqué. Cependant, à court terme, nous verrons de nombreuses marques proposer cette technologie de série, afin d’améliorer l’autonomie de leurs voitures électriques.

Mercedes-Benz, par exemple, a déjà pris de l’avance avec le prototype Vision EQXX, présenté au CES de Las Vegas en 2022, équipé de ce système. La marque prévoit d’proposer à partir de 2024, sur ses nouvelles voitures électriques, un toit photovoltaïque de série qui apportera environ 25 km d’autonomie supplémentaire lors d’un long trajet

Pourquoi n’y a-t-il pas davantage de voitures solaires ?

Ce qui ne semble pas possible à court ou moyen terme, c’est que nous ayons des voitures solaires capables de fonctionner uniquement avec l’énergie que leurs panneaux photovoltaïques sont en mesure de produire grâce à la lumière du soleil. Quelle que soit l’augmentation de la puissance de ces panneaux à l’avenir, il est très difficile qu’ils parviennent à produire une énergie électrique suffisante pour répondre aux besoins de la batterie de traction du véhicule.

La principale difficulté pour concevoir une voiture solaire tient au taux de conversion énergétique des panneaux solaires, dont le rendement se situe actuellement autour de 20 %. En l’état actuel de la technologie, il faudrait beaucoup de temps avec la voiture garée au soleil pour obtenir l’énergie suffisante… même en étendant l’utilisation des panneaux solaires à d’autres parties de la carrosserie.

Un exemple en ce sens est la Sion, de Sonomotors, une entreprise spécialisée dans l’application de panneaux photovoltaïques à l’automobile, qui mène aussi des projets intéressants pour les camions et les bus. Dans le cas de la Sion, présentée comme « une voiture électrique dotée d’une autonomie de 305 km qui se recharge à la lumière du soleil », il s’agit en réalité d’une voiture électrique à batterie rechargeable sur une prise de courant, qui peut ajouter environ 112 km d’autonomie supplémentaire par semaine grâce aux panneaux solaires intégrés au toit, aux flancs de la carrosserie, au capot et au hayon, pour un total de 248 cellules solaires.

Cela représente environ 15 km par jour ; ce qui signifie que, dans le meilleur des cas, on ne pourrait parcourir, tout au plus, cette distance avec l’énergie récupérée uniquement en garant la voiture au soleil, sans avoir besoin de la brancher.

Il y a par ailleurs la question du prix. Actuellement, la Lightyear One mentionnée plus haut, qui peut être l’une des voitures solaires offrant la plus grande autonomie lorsqu’il s’agit de parcourir des kilomètres grâce à l’énergie du soleil, coûte le double d’une Tesla Model S.

Enfin, il faut garder à l’esprit que si l’on veut multiplier l’efficacité d’une voiture solaire, il faut étendre l’application des cellules solaires au-delà du toit, avec les problèmes de conception que cela implique en termes d’adaptation du matériau aux formes de la carrosserie, de poids, de résistance, de vulnérabilité en cas d’impact…