L'énergie solaire est la ressource énergétique la plus abondante sur Terre. Elle peut être captée et utilisée de multiples façons et, en tant que source d'énergie renouvelable, elle constitue un élément important de notre avenir énergétique propre.

Qu'est-ce que l'énergie solaire ? Points clés

• L'énergie solaire provient du soleil et peut être captée grâce à diverses technologies, principalement des panneaux solaires.
• L'« effet photovoltaïque » est le mécanisme par lequel les panneaux solaires en silicium captent l'énergie du soleil et produisent de l'électricité
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L'énergie solaire : qu'est-ce que c'est et comment fonctionne-t-elle ?

Le soleil ne se contente pas de nous éclairer pendant la journée : chaque particule de lumière solaire (appelée photon) qui atteint la Terre contient l'énergie qui alimente notre planète. L'énergie solaire est la source ultime de tous nos systèmes météorologiques et de toutes nos sources d'énergie sur Terre, et suffisamment de rayonnement solaire frappe la surface de la planète chaque heure pour théoriquement répondre à nos besoins énergétiques mondiaux pendant près d'une année entière.

D'où vient toute cette énergie ? Notre Soleil, comme toute étoile de la galaxie, est comparable à un immense réacteur nucléaire. Au cœur du Soleil, les réactions de fusion nucléaire produisent d'énormes quantités d'énergie qui rayonnent de la surface du Soleil vers l'espace sous forme de lumière et de chaleur.

L'énergie solaire peut être exploitée et convertie en énergie utilisable grâce à des capteurs photovoltaïques ou solaires thermiques. Bien que l'énergie solaire ne représente qu'une faible part de la consommation énergétique mondiale, la baisse du coût d'installation des panneaux solaires permet à un nombre croissant de personnes, dans un plus grand nombre de régions, d'en bénéficier. Le solaire est une énergie propre et renouvelable, appelée à jouer un rôle important dans l'avenir énergétique mondial.

Exploiter l'énergie solaire pour une énergie utilisable

Il existe de nombreuses façons d'utiliser l'énergie solaire. Les deux principales sont le photovoltaïque et le captage solaire thermique. Le photovoltaïque est beaucoup plus courant pour les projets électriques de petite envergure (comme les installations de panneaux solaires résidentiels), tandis que le captage solaire thermique est généralement réservé à la production d'électricité à grande échelle dans les installations solaires industrielles. Outre la production d'électricité, les faibles variations de température des projets solaires thermiques peuvent être exploitées pour le chauffage et la climatisation.

L'énergie solaire est l'une des sources d'énergie les plus rentables et à la croissance la plus rapide au monde, et son expansion devrait se poursuivre rapidement dans les années à venir. Grâce aux progrès constants de la technologie des panneaux solaires, ses avantages économiques augmentent, s'ajoutant aux avantages environnementaux liés au choix d'une source d'énergie propre et renouvelable.

L'énergie solaire photovoltaïque

Les propriétaires immobiliers utilisent souvent l'énergie solaire grâce à un système photovoltaïque (PV). Avec un système PV, les panneaux solaires convertissent la lumière du soleil en électricité, utilisable immédiatement, stockée dans une batterie solaire ou envoyée au réseau électrique pour générer des crédits sur votre facture d'électricité.

Les panneaux solaires convertissent l'énergie solaire en électricité utilisable grâce à un processus appelé effet photovoltaïque. La lumière solaire incidente frappe un matériau semi-conducteur (généralement du silicium) et libère des électrons, les mettant en mouvement et générant un courant électrique captable par câblage. Ce courant, appelé courant continu (CC), doit être converti en courant alternatif (CA) à l'aide d'un onduleur solaire. Cette conversion est nécessaire car le réseau électrique américain fonctionne en courant alternatif, comme la plupart des appareils électroménagers.

L'énergie solaire peut être captée à de nombreuses échelles grâce au photovoltaïque. L'installation de panneaux solaires est un moyen intelligent de réduire sa facture d'électricité tout en réduisant sa dépendance aux combustibles fossiles non renouvelables. Les grandes entreprises et les compagnies d'électricité peuvent également bénéficier de la production d'énergie solaire photovoltaïque en installant de grands panneaux solaires capables d'alimenter leurs activités ou d'alimenter le réseau électrique.

Solaire thermique

Une deuxième façon d'utiliser l'énergie solaire consiste à capter directement la chaleur du rayonnement solaire et à l'utiliser de diverses manières. L'énergie solaire thermique offre un champ d'application plus large que celui d'un système photovoltaïque, mais son utilisation pour la production d'électricité à petite échelle est moins pratique que celle du photovoltaïque.

Il existe trois types généraux d’énergie solaire thermique utilisés : l’énergie à basse température, utilisée pour le chauffage et le refroidissement ; l’énergie à température moyenne, utilisée pour chauffer l’eau ; et l’énergie à haute température, utilisée pour la production d’électricité.

Les systèmes solaires thermiques basse température permettent de chauffer et de rafraîchir l'air pour réguler la température. La conception de bâtiments solaires passifs illustre bien ce type d'utilisation de l'énergie solaire. Dans les propriétés construites pour une utilisation passive de l'énergie solaire, les rayons du soleil pénètrent dans les pièces à vivre pour les chauffer et sont bloqués lorsqu'il est nécessaire de les rafraîchir.

Les systèmes solaires thermiques à température moyenne incluent les chauffe-eau solaires. Dans un tel système, la chaleur du soleil est captée par des capteurs situés sur votre toit. Cette chaleur est ensuite transférée à l'eau courante de votre maison, vous évitant ainsi de recourir aux méthodes traditionnelles de chauffage de l'eau, comme les chauffe-eau au fioul ou au gaz.

Les systèmes d'énergie solaire thermique à haute température sont utilisés pour produire de l'électricité à grande échelle. Dans une centrale solaire thermique, des miroirs concentrent les rayons du soleil sur des tubes contenant un liquide capable de retenir efficacement la chaleur. Ce fluide chauffé peut ensuite être utilisé pour transformer l'eau en vapeur, laquelle peut ensuite entraîner une turbine et produire de l'électricité. Ce type de technologie est souvent appelé énergie solaire concentrée.

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