Énergie solaire: Tout ce que vous avez besoin de savoir

Inépuisable, propre et disponible : l’énergie solaire est considéré comme l’énergie de demain, de l’avenir. Dans un contexte de dérèglement climatique et de fortes variations des cours des énergies fossiles couplé à l’urgence/la nécessité de réduire les émissions de C02 et de gaz à effet de serre, l’énergie solaire se place au premier rang des sources d’énergies alternatives.

Qu’est-ce-que l’énergie solaire et comment ça marche ?

L’énergie solaire se définit comme étant l’énergie diffusée par le rayonnement du Soleil situé à 150 millions de kilomètre de la Terre. Elle provient des réactions de fusion nucléaire animant le Soleil et se compose de différents rayonnements (rayons gamma, lumière visible, ondes radio) constitués de photons, composants fondamentaux de la lumière et vecteurs de l’énergie solaire. A cela s’ajoute que les réserves gazeuses du Soleil se comptant en milliards d’années de fusion, l’énergie solaire est alors une source d’énergie illimitée pour l’Homme.

Sur Terre, l’énergie solaire est à l’origine de tout : cycle de l’eau, du vent ou encore de la photosynthèse du monde végétal dont dépendent directement le monde animal et l’humanité. Autrement dit, l’énergie solaire est à l’origine de toutes les formes de productions énergétiques utilisées sur Terre á l’exception de trois types d’énergie : énergie nucléaire, l’énergie géothermique et l’énergie marémotrice. Aujourd’hui, nous utilisons déjà, et ceux depuis longtemps, l’énergie solaire pour la transformer en d’autres formes d’énergie telles que l’énergie chimique, l’énergie thermique, l’énergie cinétique, l’énergie électrique ou encore la biomasse.

Les caractéristiques du rayonnement solaire sur Terre

L’énergie solaire reçue en un point du globe dépend de :

• l’énergie solaire envoyée par le Soleil, qui fluctue avec son activité de fusion ;
• la nébulosité (nuages, brouillards, etc.), qui est par exemple importante à l’équateur et plus faible en milieu intertropical ;
• la latitude, la saison et l’heure, qui influent sur la hauteur du soleil dans le ciel et donc l’énergie reçue par unité de surface au sol.

Modélisation de la répartition de l’énergie solaire dans le monde – Source Global Solar Atlas, Banque Mondiale.

Est mesurée en joules (J) et la puissance en watts (W). Un joule égale un watt pendant une seconde.

1 kJ = 103 J soit 1 000 J.
1 MJ = 106 J soit 1 000 kJ.
1 GJ = 109 J, soit 1 000 MJ.

Chaque année l’atmosphère terrestre absorbe 3 850 zettajoules d’énergie solaire. (1 ZJ= 10 ²¹J).

Les différents types d’énergie solaire

Il existe de nombreux travaux de recherche concernant les techniques d’exploitation de l’énergie solaire De nos jours, nous pouvons dire qu’il en existe trois types:

1. Photovoltaïque (PV)

L’expression « photovoltaïque » désigne à la fois le phénomène physique découvert par Alexandre Edmond Becquerel en 1839 mais également la technique associée. Le principe premier de cette technique d’exploitation est de transformer l’énergie du soleil en électricité.

Les panneaux solaires photovoltaïques sont composés de différents couches de cellules photovoltaïques soient chargés positivement soient négativement. Dès qu’un proton traverse les couches cela produit une tension électrique. Ils captent les rayons du Soleil qu’ils transforment dans une cellule photovoltaïque. Ils parviennent à transformer seulement 25% du rayonnement capté.

2. Thermique

L’énergie thermique désigne la technique utilisant les rayons du soleil pour produire de la chaleur. La chaleur produite permet principalement de chauffer l’eau ou des locaux ou bien une piscine. Mais de façon plus indirecte la chaleur produite par ces panneaux solaires thermiques peut être utilisée pour le rafraichissement solaire, le dessalement etc.

Le principe est le même que pour les PV, les panneaux solaires thermiques sont composés de capteurs thermiques qui absorbent les photons des rayons du Soleil qu’ils transforment en chaleur. Elle est ensuite transmise à un gaz ou liquide, que l’on appelle « caloporteur », qui la transportera vers le réservoir de stockage de chaleur. Les PVT parviennent à transformer 75% des rayons captés en chaleur.

3. Hybride

Les bénéfices et avantages de l’énergie solaire

Ce n’est pas pour rien que l’énergie solaire est considérée par beaucoup comme l’énergie de demain : c’est parce qu’elle présente de nombreux avantages qui en font la solution parfaite et idéale pour toutes les personnes souhaitant économiser sur leur facture d’électricité tout en respectant l’environnement.

– Est une source d’énergie renouvelable

En effet, c’est une source d’énergie renouvelable et propre puisqu’elle n’émet aucun gaz à effet de serre. Elle n’est donc pas polluante. C’est également une source d’énergie inépuisable puisque sa source est le Soleil lui-même. Bien que le soleil n’ait pas une durée de vie illimitée, ce dernier nous promet encore son rayonnement pour de nombreux siècles.

– Vous permet de faire des économies sur vos factures d’électricité

L’énergie solaire peut vous permettre de devenir indépendant à l’égard des fournisseurs d’électricité traditionnels. Puisque le soleil est entièrement gratuit, personne ne peut vous facturer quoique ce soit. Vous réaliserez alors des économies significatives sur vos factures d’électricité car vous n’avez aucun tarif à payer.

– Permet de maitriser les augmentations des couts énergétiques

Grâce à l’énergie solaire vous pouvez atteindre l’autoconsommation énergétique. Cela vous offre la liberté de ne plus être dépendant des fournisseurs d’énergie traditionnels et de leur augmentation des prix. Vous ne serez plus concerné par les flux concernant les tarifs et vous aurez une pleine maîtrise de vos coûts énergétiques. Elle permet également de produire et consommer votre propre électricité et chaleur dans le cas des hybrides tout en réduisant vos factures.

– Augmente la valeur de votre bâtiment

L’énergie solaire se présente comme l’énergie de demain, l’énergie du futur. En faisant le pari du solaire, vous faites le pari de l’avenir et cela rapporte ! En effet, c’est un véritable atout que d’avoir des installations d’énergie solaire sur son bâtiment pour la vente. Vous vendez ainsi un bâtiment se souciant de la qualité de vie de ses usagers. Ils seront en mesure de produire leur propre électricité et chaleur dans le cas des panneaux solaires hybrides permettant ainsi de subvenir à leurs besoins énergétiques sans avoir à recourir à un tiers.

– A un rendement énergétique positif

Une installation solaire, c’est un coût il est vrai. Cependant, elles sont très rapidement rentabilisées. Il faut en moyenne seulement 4 ans pour voir son installation solaire hybride rentabilisée et dès le premier jour d’installation vous réalisez des économies sur la facture énergétique.

A cela s’ajoute que différentes aides et subventions sont proposées par l’État ou la région pour l’installation solaire pour les particuliers comme pour les entreprises.

Sources

1. « Le rayonnement global (GHI) s’obtient en ajoutant trois types de rayonnement : le rayonnement direct, le rayonnement diffus et le rayonnement réfléchi », définition EDF ENR.
2. Selon l’AIE, le parc solaire photovoltaïque mondial a produit plus de 460 TWh en 2017.
3. « What are the top solar panel companies & manufacturers in 2019?», energysage.
4. « Solar Lighting Systems Module Students Guidebook», Ministère indien en charge de l’énergie.
5. Données de l’AIE sur l’énergie solaire.
6. « Energie solaire » de connaissances des énergies, 2019.
7. « Énergie solaire : les avantages et les inconvénients », Idelect Plus, 2019