L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement dans l'espace comme pour les satellites ou à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau et du vent. Le règne végétal, dont dépend le règne animal, l'utilise également en la transformant en énergie chimique via la photosynthèse. L'énergie solaire est à la base de la vie au contraire des autres énergies qui ont eu besoin de l'homme pour se développer.
Le principe de l' énergie solaire Photovoltaique
Le principe de l'énergie photvoltaïque a été découvert en 1839 par Antoine Becquerel.
Ce principe consistant à la production et le transport de charges négatives (électrons) et positives (trous) sous l'effet de la lumière dans un matériau semi-conducteur. Récemment, un nouveau concept fondé sur l'utilisation d'un film mince du mélange d'un polymère conjugué et de buckminsterfullerène (molécule en forme de ballon de football constituée de 60 atomes de carbone, C60) a permis d'améliorer de façon significative les performances des dispositifs photo-voltaïques plastiques utilisant des composés organiques.
Malgré tout, il reste de nombreux obstacles à franchir avant de pouvoir utiliser cette technologie; les performances du dispositif dépendant de la morphologie du film mince placé entre les deux électrodes. A cause de l'incompatibilité des deux produits du mélange, une séparation de phase incontrôlable se produit. La séparation de charge photoinduite à l'origine du photo-courant ne pouvant se faire qu'à l'interface C60/polymère (zone de contact entre les deux constituants) Le rendement n'est énergétique n'est que de 5 à 20% (frôle les 80% en laboratoire), le reste se dissipant sous forme de chaleur. De plus, ce rendement diminue lorsque les panneaux voient leur température monter. D'où l'idée de récupérer cette chaleur pour optimiser le rendement électrique et obtenir une source de chauffage.
En 1994, 80% des modules photovoltaïques avaient une puissance de l'ordre de 50 watts crête (puissance délivrée par le module dans des conditions de référence : éclairement solaire 1000 w/m², t° de 25°C).
Depuis mars 2002 en France, le prix d'achat de l'électricité solaire photovoltaïque (par une compagnie d'éléctricité) est de 0,30 euro/kWh + 0,25 euro/kWh si le système est intégré dans le bâtiment. A titre de comparaison, il est de 0,60 euro/kWh en Allemagne.
Domaines d'application :
- 5% de petits appareils : montres, calculettes, gadgets alimentés par des cellules de faible puissance
- 80% de générateurs autonomes pour l'alimentation d'habitations isolées, des zones rurales des pays en voie de développement, de relais de télécommunication, de systèmes professionnels variés (balises en mer, mesures météo, parcmètres...). Depuis peu, il existe aussi des tuiles solaires qui s'intégre mieux dans le paysage urbain
- Notons enfin que si les 10 000 km² de toitures existantes étaient couvertes de panneaux solaires, la production d'électricité serait de 1 000 TWh par an soit près du double de la consommation intérieure brute actuelle (516,4 TWh en 2004).
schéma d'un panneau solaire
Énergie Solaire Thermique:
L'énergie solaire thermique consiste à utiliser les rayons du soleil pour produire de l'énergie calorifique. On peut après utiliser la chaleur produite de différentes manières comme=>
-
en usage direct de la chaleur: chauffe-eau , cuisinières et sécheuses solaires mais aussi les four solaires
-
en usage indirect, la chaleur servant comme source d'énergie pour un autre usage rafraîchissement solaire, centrales solaires thermodynamiques
Le solaire thermique est l'utilisation solaire la plus rentable en comparaison avec le solaire photovoltaïque.
Les panneaux solaires thermiques sont de capteurs vitrés installés le plus souvent sur la toiture, dans lesquels circule un liquide calo-porteur réchauffé par le rayonnement solaire, ce fluide circulant dans des tuyaux vers le chauffe-eau et transmet ensuite la chaleur à l'eau et éventuellement à un plancher chauffant basse température.
L'énergie solaire passive
C'est une énergie abondante et non polluante. Le but est de construire des bâtiments orientés vers le sud par exemple afin de profiter du soleil. L'énergie solaire passive apporte un avantage économique mais elle procure aussi un confort de vie : le chauffage, la climatisation etc ...
Il ne s'applique pas qu'aux habitations mais aussi aux bâtiments collectifs ( ex : écoles ... )
