L’énergie solaire est une source d’énergie abondante et durable qui peut être utilisée pour alimenter nos besoins en électricité et en chaleur. Mais avant de plonger dans les détails de son exploitation, jetons un coup d’œil aux caractéristiques du rayonnement solaire sur Terre.
Le rayonnement solaire : une affaire complexe
L’énergie solaire reçue à un endroit donné dépend de plusieurs facteurs. Tout d’abord, l’énergie solaire envoyée par le Soleil fluctue en fonction de son activité de fusion. Ensuite, la nébulosité, qui représente la présence de nuages et de brouillard, varie en fonction de la région. Par exemple, elle est plus importante à l’équateur et moins présente en milieu intertropical. Enfin, la latitude, la saison et l’heure influencent la hauteur du soleil dans le ciel, ce qui à son tour affecte l’énergie reçue par unité de surface au sol.
Les différentes méthodes d’exploitation
Aujourd’hui, trois principales familles de procédés de transformation de l’énergie solaire se démarquent.
L’énergie solaire thermique : la chaleur au service de l’énergie
L’énergie solaire thermique consiste à exploiter la chaleur du rayonnement solaire dans différents domaines. On peut l’utiliser directement pour chauffer l’eau, les locaux, et même pour cuisiner ou sécher des aliments. Elle peut également être utilisée indirectement pour des applications telles que le rafraîchissement solaire ou le dessalement de l’eau. Les capteurs thermiques jouent un rôle essentiel dans ce processus. Ils absorbent les photons solaires et les transforment en chaleur, qui est ensuite transférée à un liquide ou à un gaz, appelé “caloporteur”, puis stockée.
L’énergie solaire thermodynamique (CSP) : quand la chaleur fait de l’électricité
L’énergie thermique du soleil peut également être utilisée pour produire de l’électricité grâce à des systèmes thermodynamiques. Le principe est similaire à celui d’une centrale électrique conventionnelle : on génère de la vapeur ou du gaz à haute pression, qui est ensuite turbiné pour produire de l’électricité. Pour atteindre les températures nécessaires (de 250°C à plus de 1 000°C), la lumière solaire est concentrée à l’aide de miroirs vers un fluide caloporteur. Différentes technologies de concentration existent, telles que les centrales cylindro-paraboliques, les miroirs de Fresnel et les paraboles solaires Dish-Stirling. De plus, une partie de l’énergie peut être stockée sous forme de chaleur, ce qui permet de continuer à produire de l’électricité même après le coucher du soleil.
L’énergie solaire photovoltaïque (PV) : l’électricité à partir de la lumière
L’énergie solaire photovoltaïque est produite en convertissant une partie du rayonnement solaire en électricité à l’aide de cellules photovoltaïques. Ces cellules sont fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs, tels que le silicium. Bien que représentant actuellement une faible part de la production mondiale d’électricité (environ 2% en 2017 selon l’AIE), l’énergie solaire photovoltaïque a un avenir prometteur. Les progrès technologiques, la baisse des coûts, sa simplicité d’utilisation et sa polyvalence en font une solution attrayante. Que ce soit pour alimenter une maison ou une industrie, le photovoltaïque peut répondre à nos besoins énergétiques. Cependant, pour une consommation en dehors des périodes d’ensoleillement, il est nécessaire de stocker l’électricité dans des batteries ou d’autres systèmes de stockage.
Grâce à l’énergie solaire, nous disposons d’une source d’énergie propre et renouvelable. Que ce soit pour chauffer nos maisons, générer de l’électricité ou alimenter nos besoins en eau, l’énergie solaire est un trésor caché qui ne demande qu’à être exploité davantage.
