L'ENERGIE SOLAIRE

L'ENERGIE SOLAIRE
L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Dans l'espace l'énergie cinétique des photons peut être utilisée pour propulser une voile solaire. 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. À l'exception de l'énergie nucléaire, de la géothermie et de l'énergie marémotrice, l'énergie solaire est à l'origine de toutes les énergies sur Terre.

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. Par extension, l'expression « énergie solaire » est souvent employée pour désigner l'électricité ou la chaleur obtenue à partir de cette dernière
TECHNIQUES POUR CAPTER L'ENERGIE SOLAIRE
Les techniques pour capter directement une partie de cette énergie sont disponibles et sont constamment améliorées. On peut distinguer le solaire passif, le solaire photovoltaïque et le solaire thermique :

Énergie solaire photovoltaïque
L'énergie solaire photovoltaïque désigne 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, qui alimente un réseau de distribution électrique.

Le terme photovoltaïque peut désigner soit le phénomène physique, l'effet photovoltaïque découvert par Antoine Becquerel en 1839, ou la technologie associée
Énergie solaire thermique
Le solaire thermique consiste à utiliser la chaleur du rayonnement solaire. Il se décline de différentes façons : centrales solaires thermodynamiques, chauffe-eau et chauffages solaires, rafraîchissement solaire, cuisinières et sécheurs solaires.

Énergie solaire héliothermodynamique
Le solaire thermodynamique est une technique solaire qui utilise le solaire thermique pour produire de l'électricité tout comme la photosynthèse.

Énergie solaire passive
La plus ancienne utilisation de l'énergie solaire consiste à bénéficier de l'apport direct du rayonnement solaire, c'est-à-dire l'énergie solaire passive. Pour qu'un bâtiment bénéficie au mieux des rayons du Soleil, on doit tenir compte de l'énergie solaire lors de la conception architecturale (façades doubles, orientation vers le sud, surfaces vitrées, etc.). L'isolation thermique joue un rôle important pour optimiser la proportion de l'apport solaire passif dans le chauffage et l'éclairage d'un bâtiment.

Dans une maison solaire passive, l'apport solaire passif permet de faire des économies d'énergie importantes.

Dans les bâtiments dont la conception est dite bioclimatique, l'énergie solaire passive permet aussi de chauffer tout ou partie d'un bâtiment pour un coût proportionnel quasi nul.
Aspect économique

La plupart des études sérieuses (Kenneth Deffeyes, professeur à l'Université de Princeton, 2006 ; Fredrik Robelius, de l'Université d'Uppsala en Suède, 2007) montrent que la production de pétrole a atteint un pic au niveau de 84,5 millions de barils/jour. Le pétrole ne peut plus compenser l'augmentation des besoins en énergie. Les prévisions indiquent également une baisse de la production entre 2008 et 2018.

Pour compenser la chute à venir des importations de pétrole, il est indispensable de commencer dès aujourd'hui à s'équiper en énergies renouvelables. Le solaire apporte une source inépuisable d'énergie et la commission européenne pour les énergies renouvelables prévoit que l'énergie solaire représentera une part de 20% dans les énergies renouvelables, celles-ci devant apporter 20 % de l'énergie en 2020 et 50% en 2040.

Systèmes de production d'énergie solaire
Les systèmes de production d'énergie solaire ont un coût proportionnel quasi nul : une fois l'installation de l'appareil effectuée, l'énergie est produite par le Soleil, ce qui ne coûte rien. Il faut cependant tenir compte des coûts d'investissement et de l'entretien de l'appareil.

L'usage de panneaux solaires thermiques se justifie pour produire de l'eau chaude sanitaire à moindre coût. Une fois l'installation réalisée, l'entretien est très peu coûteux et permet de faire des économies substantielles de combustible fossile ou d'électricité.

En revanche, pour le solaire photovoltaïque, le coût de l'installation est assez élevé, bien que la recherche progresse dans ce domaine. Plusieurs pays (comme la France et l'Allemagne) ont donc mis en place des systèmes d'incitation financière (notamment fiscale : crédit d'impôt) à l'installation de panneaux solaires. En France, le crédit d'impôt de l'État est complété selon les régions et les départements par des aides financières qui s'appliquent aussi bien au solaire photovoltaïque, qu'au solaire thermique ou à des travaux d'économie d'énergie (comme l'amélioration de l'isolation thermique ou l'installation d'une chaudière performante).

L'usage de système de production d'énergie solaire se justifie aussi dans les situations où il est très coûteux d'importer des combustibles fossiles ou de transporter de l'électricité, comme dans des zones isolées ou/et peu peuplées. En France, l'électrification de nombreux refuges en montagne et de villages isolés en Guyane a été réalisée par un champ solaire photovoltaïque, parfois couplé à un groupe électrogène d'appoint.


Géographie
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[1]

L'énergie solaire reçue dépend de :

la latitude, vers l'équateur l'angle d'incidence est proche de 90° donc la surface éclairée est plus petite et l'énergie est plus concentrée.
la nébulosité (nuages), qui est importante à l'équateur et plus faible en milieu intertropical.
l'énergie solaire envoyée par le soleil (fluctuations décennales, saisonnières, et ponctuelles).

Histoire
Augustin Mouchot commence à s'intéresser à l'énergie solaire en 1860. En 1873, une subvention du conseil général de Tours lui permet de construire un four solaire de 4 m² qu'il présente à l'Académie des sciences en octobre 1875. En 1877, une subvention du conseil général d'Alger lui permet de construire sur le même principe un « grand appareil de 20 m² » qui reçoit une Médaille d'Or à l'Exposition universelle de 1878. En août 1882, lors de la Fête de l'Union française de la jeunesse, Abel Pifre utilise un récepteur solaire d'Augustin Mouchot pour actionner une machine à vapeur qui lui permet de tirer un journal.