L’énergie solaire : l’énergie du futur

L’énergie solaire est l’énergie produite par le rayonnement solaire et qui apporte l’énergie thermique et la lumière sur toute la surface terrestre. Elle est utile au bon fonctionnement de la vie sur notre planète.

Définition

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En effet, l’énergie solaire est à l’origine du cycle de l’eau et du vent. Mais est également utile pour les plantes dans la mesure où l’action du soleil est à la base de la photosynthèse.

L’énergie solaire a depuis longtemps intéressé les hommes.

Depuis l’Antiquité jusqu’à nos jours, de nombreuses études ont été réalisés afin de maîtriser cette énergie qualifiée virtuellement d’inépuisable.

En effet, depuis les Grecs qui l’utilisaient pour la flamme olympique jusqu’à la découverte par Becquerel en 1839 de l’effet photovoltaïque (c’est-à-dire la conversion de la lumière en électricité), les recherches n’ont cessé d’évoluer.

De nos jours, les études se concentrent surtout sur les moyens de réduire au maximum le coût de l’emploi de cette énergie.

Les utilisations de l’énergie solaire sont multiples.

De la plus simple, allant de l’usage domestique (chauffage, climatisation, cuisson solaire, …) jusqu’à la plus complexe, c’est-à-dire à des fins industriels (comme la production de chaleur à haute température) et spatiales (production de panneau solaire pour alimenter les satellites en énergie).

Bref, l’utilisation de l’énergie solaire n’a pour limite que les frontières de l’intelligence humaine.

Okhotnykovo en Ukraine

Okhotnykovo en Ukraine

Les techniques employées pour utiliser l’énergie solaire

Les techniques utilisées pour capturer, transformer et distribuer l’énergie solaire se classent de 2 sortes :

  • solaire passive
  • et solaire active

Solaire passive

Encore appelé de technique naturel, il consiste à bénéficier directement de l’apport du rayonnement solaire.

Par exemple, lors de la construction d’un bâtiment, les ingénieurs doivent tenir compte de la circulation de la lumière dans l’élaboration de leur plan afin que chaque pièce puisse bénéficier au mieux des rayons du soleil, et ceci dans le but de faire des économies d’énergie importantes.

L’énergie solaire passive permet ainsi d’éclairer et de chauffer toute partie d’un bâtiment à moindre coût grâce aux conditions du site et de son environnement. Cette technique est utilisée par l’Architecture bioclimatique.

Solaire active

L’énergie solaire active concerne les différentes techniques utilisées pour l’exploitation de l’énergie solaire qui sont :

  • solaire thermique
  • solaire mécanique
  • solaire thermodynamique
  • et solaire photovoltaïque

Solaire thermique

L’énergie solaire thermique résulte de l’utilisation de la chaleur émis par le rayonnement du soleil.

Exemple : chauffages solaires, chauffe-eau (pour un usage direct de la chaleur), centrales solaires thermodynamiques (pour un usage indirect de la chaleur solaire), …

Solaire mécanique

L’énergie solaire mécanique résulte, quant à elle, de l’emploi des concentrateurs solaires comme les miroirs, les héliostats, …

Et ceci dans le but de transformer le rayonnement solaire en mouvement mécanique qui peut avoir soit un usage indirect, soit utile pour la production d’électricité.

Héliostat, pour une énergie solaire mécanique

Héliostat, pour une énergie solaire mécanique

Solaire thermodynamique

Le solaire thermodynamique est une technique utilisée soit :

  • pour produire de l’électricité (comme dans le cas d’une centrale électrique)
  • pour produire un travail mécanique qui consiste à transformer un liquide en gaz
  • plus couramment pour les Moteurs Stirling en Espagne

Dans ce dernier cas, l’énergie solaire est utilisée comme source de chaleur pour chauffer une partie du moteur.

Solaire photovoltaïque

Découverte par Becquerel en 1839, elle consiste en la conversion de la lumière solaire en électricité, qu’on appelle aussi effet photoélectrique.

L’effet photoélectrique ou photovoltaïque de Becquerel résulte de l’observation qu’a faite ce savant que certains matériaux spécifiques produisent de l’électricité après absorption de la lumière solaire.

La première utilisation de l’effet photoélectrique fut la fabrication d’une batterie solaire par les Laboratoires Bell en 1954.

Par la suite, il a été utilisé par l’industrie spatiale pour fournir les engins spatiaux en électricité.

De nos jours, son utilité est largement répandue et on évalue à 0,75% de la production d’électricité Française de 2013 produite grâce à cet effet.

Quel avenir pour l’énergie solaire ?

Dans la mesure où seule l’énergie solaire est inépuisable dans le temps, beaucoup mise sur l’utilisation de plus en plus large de cette énergie.

Énergie solaire au quotidien

De nos jours, de plus en plus d’appareils fonctionnent grâce à l’énergie solaire : torche chargeable à la lumière solaire, téléphone dont les batteries peuvent être alimentées par la lumière, et même certaines voitures utilisent aujourd’hui l’électricité produite par le soleil pour fonctionner.

N’importe où dans le monde, on voit naître des projets de centrales électriques, se fondant sur l’idée que l’énergie solaire est capable à elle seule de fournir en électricité toute la planète.

En effet, d’après Patrick Jourde et Jean-Claude Muller, chercheurs au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et au CNR :

« 5% de la surface des déserts permettrait de produire toute l’électricité de la planète »

Cependant l’avenir de cette ressource énergétique dépend de la maîtrise d’autre énergie notamment l’électricité (c’est-à-dire son transport et son mode de stockage).

Andasol en Espagne

Andasol en Espagne

Le développement des techniques solaires passives

Depuis quelques temps, les centrales solaires thermiques ont connu un grand essor.

En effet, en 2009, l’Espagne fut dotée de la plus puissante centrale thermique d’Europe grâce à l’Andasol qui approvisionne en électricité 45 000 foyers.

En 2010, le Maroc s’est aussi lancé dans la construction d’une grande centrale solaire à concentration à Ouarzazate qui fut suivit par 4 autres.

Aux États-Unis, pour la même année, l’entreprise Florida Power and Light annonce l’ouverture d’une centrale solaire de 190 000 miroirs.

Par ailleurs, les centrales solaires photovoltaïques ne sont pas non plus en reste.

En 2011, on peut citer 3 centrales photovoltaïques les plus puissantes au monde : Samia au Canada, Finsterwalde en Allemagne et Okhotnykovo en Ukraine ayant une puissance de 80 MWc.

Mais il y a également d’autres projets concernant la construction de tour solaire (c’est-à-dire un vaste collecteur solaire qui en chauffant de l’air génère de l’électricité) et l’alimentation en électricité solaire de la plupart de la planète comme l’Afrique et l’Amérique du Sud.

Bref, partout dans le monde, l’usage de l’énergie solaire pour la production d’électricité est de plus en plus répandu.

Cependant, la production d’électricité par le biais du rayonnement solaire n’est pas encore à la portée de n’importe quel pays. En effet, le coût de son utilisation est soit très élevé, soit très important et les techniques ne sont pas encore mature pour une généralisation.

N’empêche que l’énergie solaire reste l’énergie star pour l’avenir.

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