Bioénergies Solaire

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Bioénergies

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Solaire

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Qu'est-ce que l'énergie solaire?

Le soleil est notre avenir

L'energie solaire est l'énergie issue du rayonnement du soleil. Sur terre, elle est à l'origine du cycle de l'eau et de la photosynthèse, un processus bioénergétique qui permet aux plantes de synthétiser de la matière organique en exploitant la lumière du soleil. La vie sur Terre n'aurait donc pas pu se créer, ni se maintenir sans le soleil.

Qu'est-ce que le rayonnement?

Représentation d'une onde électromagnétique

Le rayonnement issu du soleil est une onde électromagnétique. Derrière ce nom un peu barbare se cache en fait de nombreux phénomènes que nous expérimentons au quotidien. En effet, nos yeux sont des capteurs d'ondes électromagnétiques, mais ils ne sont sensibles qu'au domaine dit visible : nous ne pouvons voir que les ondes ayant une longueur d'onde comprise entre envrion 400 et 700 nanomètres. En dessous de 400 nanomètres se situe le domaine des ultraviolets et au dessus de 700 nanomètres se trouvent les infrarouges. Albert Einstein developpa le concept de photon au début du XXème siècle pour expliquer des observations expérimentales qui ne pouvaient être comprises avec le modèle des ondes seules. Ainsi, un rayonnement électromagnétique serait composé de photons, des corpuscules, qui seraient chacun porteurs d'une certaine quantité d'énergie, celle-ci étant reliée à la longueur d'onde du rayonnement. C'est cette énergie que l'on récupère avec des panneaux solaires.

D'où vient cette énergie?

Le soleil - photo spatiale

L'énergie solaire provient de la fusion nucléaire d'atomes (ou plutôt de noyaux d'atomes) d'hydrogène qui se produit au cœur du Soleil. Elle se propage dans le système solaire et dans l'Univers sous la forme d'un rayonnement électromagnétique (donc de photons) selon la théorie corpusculaire d'Einstein. La Terre est illuminée par le Soleil en permanence, bien que l'une des deux faces du globe terrestre se trouve privée d'énergie solaire pendant la nuit, en raison de la rotation de la Terre. La puissance solaire reçue en un point du globe varie en fonction de l'heure de la journée, de la saison et de la latitude du lieu considéré.

L'énergie solaire photovoltaïque :

Panneau photovoltaïque

Nous avons vu précédemment que le rayonnement solaire était constitué de photons, chacun d'entre eux étant porteur d'une quantité d'énergie. Lorsqu'un photon ayant assez d'énergie "heurte" le panneau solaire photovoltaïque, son énergie se transmet aux électrons du matériau de ce panneau. Si l'énergie est suffisante, cela va permettre un mouvement d'électrons au sein du matériau. Or, un courant électrique, c'est en fait des électrons en mouvement! Par conséquent : l'énergie solaire photovoltaïque est l'électricité produite par transformation d'une partie du rayonnement solaire avec une cellule photovoltaïque. Plusieurs cellules sont reliées entre elles sur un module solaire photovoltaïque. Plusieurs modules sont regroupés pour former une installation solaire chez un particulier ou dans une centrale solaire photovoltaïque. L'installation solaire peut alimenter un besoin sur place (en association avec un moyen de stockage) ou être injectée, après transformation en courant alternatif, dans un réseau de distribution électrique (le stockage n'étant alors pas nécessaire).

L'énergie solaire thermique :

Panneau solaire thermique

L'énergie solaire thermique consiste à utiliser la chaleur du rayonnement solaire, exactement comme le lézard qui réchauffe son sang en restant immobile sur une pierre au soleil. L'utilisation du rayonnement se décline principalement de deux façons différentes :

  • En usage direct de la chaleur : chauffe-eau et chauffages solaires, cuisinières et sécheuses solaires.
  • En usage indirect, la chaleur servant pour un autre usage : rafraichissement solaire, centrales solaires thermodynamiques.

Quelques chiffres qui donnent à réfléchir :

Graphique circulaire de l'utilisation des différente source d'énergie en France

L'énergie solaire permetterait de résoudre bien des problèmes sur le plan énergétique. En 2020, la commission européenne pour les energies renouvelables prévoit que 20% des énergies renouvelables utilisées soient de nature solaire et que leur part grimpe à 50% d'ici 2040. Néanmoins, l'énergie solaire n'est aujourd'hui pas une technologie assez mature pour se développer à grande échelle, les coût de départ étant très importants. Malgré tout, un effort à l'échelle internationale est placé dans le développement de ces technologies. A la lecture des chiffres suivants, cela se comprend aisément :

  • Chaque année, la Terre reçoit du soleil 8380 fois la quantité d'énergie dépensée annuellement par l'humanité.
  • La France reçoit 200 fois sa consommation annuelle en énergie
  • Le parc photovoltaïque mondial représente 15GW, en augmentation de 66% depuis 2007. L'énergie ainsi produite est d'environ 15 TWh, soit 0.1% de l'ensemble de l'électricité produite en 2005.

© FlammEco SARL - Dernière mise à jour : 30/08/09