L'énergie solaire :
Le soleil, bien que distant de plus de 150 millions de kilomètres de nous, reste notre plus grande source d'énergie même si elle est intermittente. L'énergie solaire, peut être convertie en chaleur ou en électricité : A ce titre, l'énergie solaire permet de s'orienter vers l'autonomie énergétique à l'échelle de l'habitat voire du quartier.
I - Etudions les techniques pour capter l'énergie solaire : Les techniques pour capter directement une partie de cette énergie sont disponibles et sont constamment améliorées. On peut alors distinguer le solaire passif, le solaire photovoltaïque et le solaire thermique :
1 – Energie solaire thermique passive : C’est la chaleur de l’on ressent lorsque l’on est exposé au soleil. Appliqué surtout à l’habitat, c’est concevoir une maison afin de bénéficier des rayons du soleil pour réduire les besoins en chauffage. On parle de « maisons bioclimatiques » en français. Les principes de base sont simples : une orientation de la maison vers le sud, de grandes fenêtres de ce côté, petites fenêtres sur le côté nord, et un choix de matériels ayant une bonne masse thermique pour absorber la chaleur pendant la journée et la libérer pendant la nuit, etc. 2 – Energie solaire thermique active : L'énergie solaire active utilise des capteurs plans afin de concentrer la chaleur de la lumière pour chauffer un liquide. L'essentiel, est de "piéger" cette chaleur en créant un petit "effet de serre." Les installations les plus simples chauffent l'eau pour les besoins en eau chaude des ménages. Cette technique permet aussi de chauffer une maison en faisant circuler l'eau chaude dans les murs ou sous le plancher.
Tableau récapitulatif de l’évolution du solaire thermique en France :
(*) Chiffres provisoires / SSC Système Solaire Combiné, CESI Chauffe-Eau Solaire Individuel, Source : Enerplan/ADEME, 2006
Les domaines d’application : Les capteurs solaires de toits fournissent de l’eau chaude à près de 40 millions de foyers dans le monde, la plupart d’entre eux en Chine, et plus de deux millions de pompes à chaleur géothermale sont utilisées dans 30 pays pour le chauffage et la climatisation de bâtiments (Renewable Energy Policy Network for the 21st Century (REN21), 11/2005). Fin 2003, 1 000 m² de toits étaient équipés de panneaux thermiques dans une cité du XIV è arrondissement de Paris : l'eau de la ville arrive à 12°C environ et est portée à 30-40°C grâce au circuit alimenté à l'énergie solaire. Enfin, le chauffage au gaz permet d'atteindre les 55°C maximum. Ce système complémentaire permet d'économiser environ 30% sur chaque m3 d'eau chaude.
Une laverie automatique fonctionnant grâce à l'énergie solaire
3 – Le photovoltaïque
Une cellule photovoltaïque produit toujours une tension d'environ 0,5 Volt, quelle que soit sa surface. Pour obtenir des niveaux de tension plus élevés, il faut relier les cellules individuelles en série pour que leurs valeurs s'additionnent : Plus la surface d'une cellule est grande, plus le courant sera grand. Le courant se mesure en Ampères et la tension se mesure en Volts. La puissance est le produit de la tension et le courant, mesurée en Watts : Watts = Volts x Ampères Du solaire photovoltaïque, découlent Les centrales électriques thermiques solaires, qui transforment l’énergie du soleil en chaleur, puis en électricité :
Centrale solaire à tour THEMIS de Font-Romeu et un exemple de concentration solaire.
On considère que ces centrales ne sont concevables que dans les régions du globe où le rayonnement direct du soleil dépasse les 1900 Kwh par m² et par an, et là où la transparence atmosphérique est bonne, donc dans les régions arides et montagneuses.
Les deux dernières techniques qui concentrent les rayons vers un point peuvent obtenir des températures allant jusqu'à 1000 °C.
Quelques exemples de centrales solaires :
Pour information, le désert des Mojaves dans le sud-ouest des États-Unis est l'une des principales régions productrices d'énergie solaire du monde avec une capacité totale de 354 MW
Etat du photovoltaïque en Europe :
Puissance installée dans le parc photovoltaïque de l'Union Européenne
Le solaire reste une source d’énergie encore peu développée et relativement chère. Cependant, son avenir semble assuré en raison de l’augmentation des prix des énergies fossiles à laquelle il faut s’attendre dans les années à venir. L’énergie solaire est propre, ne dégage pas de gaz à effet de serre et ne produit pas de déchets toxiques. Mais elle ne pourra pas remplacer à elle seule les énergies fossiles, du fait des surfaces gigantesques disponibles dont on aurait besoin pour cela, mais elle permet néanmoins de réaliser des économies d’énergies non négligeables à l’échelle mondiale. Les technologies du solaire domestique sont efficaces et éprouvées. De plus, des progrès techniques considérables vont encore être accomplis : les chercheurs d’universités de plusieurs pays rivalisent d’ingéniosité pour créer une « maison solaire », dépendante uniquement du soleil pour sa consommation d’énergie. Mais les investissements dans le solaire restent assez coûteux. Pour intéresser les investisseurs privés et les particuliers qui voudraient s’équiper, le solaire doit pour l’instant être subventionné directement ou indirectement par les gouvernements dans les pays développés. Et c’est encore plus vrai pour les pays en développement ! Pourtant, l’énergie solaire semble particulièrement bien adaptée aux pays tropicaux et équatoriaux (les pays du soleil). Mais les obstacles sont nombreux encore :
Nombreux sont les obstacles mais ils ne sont cependant pas insurmontables ! Comme souvent, il suffirait d’y consacrer l’argent nécessaire, mais ces pays sont entièrement dépendants de l’aide économique des pays riches. C’est pour cela que les pays développés sont responsables non seulement de leur politique énergétique, mais aussi de celle des tous les pays pauvres de la planète.
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L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil dans son rayonnement, direct ou diffus. 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. Grâce à divers procédés elle peut être transformée en une autre forme d'énergie utile pour l'activité humaine, notamment en chaleur, en électricité ou en biomasse.
