L’énergie solaire consiste à utiliser la lumière du Soleil pour produire de l’énergie. Son utilisation remonte à l’Antiquité, il s’agit donc d’une des premières sources d’énergie utilisées par l’Homme avec l’énergie éolienne, l’énergie hydraulique et la biomasse. Aujourd’hui, elle existe sous différentes formes dont la plus connue est le panneau solaire photovoltaïque. Les avantages de l’énergie solaire résident en sa fiabilité, son coût en baisse et son aspect écologique. A contrario, les limites de l’énergie solaire sont son coût, même baissier, qui reste élevé, son impact écologique, aussi à nuancer, et sa variabilité, qui proscrit l’énergie solaire comme seule et unique source d’énergie.
Historique de l’énergie solaire
L’utilisation de l’énergie du Soleil remonte à des milliers d’années. Les civilisations anciennes ont reconnu le pouvoir du Soleil à travers son énergie. En témoignent les nombreuses religions qui ont été jusqu’à le diviniser. Dès l’Antiquité, l’Homme a exploité l’énergie solaire pour répondre à divers besoins. C’est ainsi que les Égyptiens l’ont utilisé pour chauffer l’eau et les maisons. Les Grecs, quant à eux, utilisaient des miroirs réfléchissants pour allumer des feux sacrés.
Cependant, c’est au 19e siècle que des avancées significatives ont été réalisées dans l’utilisation de l’énergie solaire. En 1839, Alexandre Edmond Becquerel a découvert l’effet photovoltaïque. C’est cet effet photovoltaïque qui est à la base du fonctionnement des panneaux solaires (adjectivés photovoltaïques). Cette découverte a ouvert la voie au développement de la technologie solaire moderne.
Au cours du 20e siècle, la recherche et le développement dans le domaine de l’énergie solaire s’intensifient. L’Homme construit ses premiers panneaux solaires photovoltaïques commerciaux dans les années 1950. Toutefois, leur coût élevé limite leur utilisation à des applications spatiales et industrielles spécifiques.
Au fil des décennies, les avancées technologiques et les efforts des industriels pour réduire les coûts ont rendu l’énergie solaire de plus en plus accessible. Les années 1970 ont marqué un tournant avec la crise pétrolière et les chocs pétroliers qui ont eu lieu en 1973 et 1979. qui a incité de nombreux pays à investir dans les énergies renouvelables, dont l’énergie solaire. Depuis lors, l’industrie solaire n’a cessé de croître, stimulée par des incitations gouvernementales, des politiques de soutien et des avancées technologiques.
Aujourd’hui, l’énergie solaire est devenue une source d’énergie incontournable dans la transition énergétique. En parallèle, elle joue un rôle crucial dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre et dans la diversification du mix énergétique.
Énergie solaire : des technologies multiples
Les panneaux solaires photovoltaïques
Les panneaux solaires photovoltaïques permettent de convertir la lumière du Soleil en électricité. Les cellules photovoltaïques qui les composent captent les photons et génèrent ainsi un courant électrique. Cette technologie est largement utilisée dans les systèmes résidentiels et commerciaux, offrant donc une solution efficace pour produire de l’électricité propre.
Les panneaux solaires thermiques
Le solaire, tout comme la biomasse, permet la cogénération d’énergie et d’électricité. Les panneaux solaires thermiques utilisent ainsi la chaleur du Soleil pour chauffer un fluide. Ce fluide s’utilisent par la suite pour le chauffage de l’eau ou des espaces intérieurs. Cette technologie se retrouve couramment dans les systèmes de chauffage solaire de l’eau. Elle permet de réduire ainsi la dépendance aux combustibles fossiles et contribue aux économies d’énergie.
Les centrales solaires thermodynamiques
Les centrales solaires thermodynamiques exploitent la chaleur du Soleil pour produire de l’électricité à grande échelle. Elles utilisent des miroirs pour concentrer la lumière solaire sur un récepteur. La chaleur ainsi générée est ensuite convertie en électricité par le biais d’un cycle thermodynamique. Cette technologie offre un potentiel considérable pour la production d’énergie renouvelable à grande échelle.
Fonctionnement des panneaux solaires
Composition des panneaux solaires
Les panneaux solaires se composent de cellules photovoltaïques, généralement fabriquées à partir de silicium. Ces cellules se connectent en série pour former des modules solaires. Ces modules, une fois assemblés, constituent un panneau solaire. Les cellules photovoltaïques absorbent la lumière du Soleil et génèrent un courant continu.
Processus de transformation de l’énergie solaire en électricité
Lorsque la lumière du Soleil frappe les cellules photovoltaïques, elle excite les électrons présents dans le matériau semiconducteur. Ce mouvement crée alors un courant électrique continu. Ce courant continu, une fois converti en courant alternatif par un onduleur, permet ainsi l’utilisation de l’électricité dans les foyers et les entreprises.
Stockage et distribution de l’électricité produite
L’électricité produite par les panneaux solaires s’utilise directement ou se stocke dans des batteries pour une utilisation ultérieure. Les avancées technologiques dans le domaine du stockage de l’énergie solaire permettent de mieux gérer l’intermittence de la production et d’optimiser l’utilisation de l’électricité solaire. L’électricité solaire peut également s’intégrer au réseau électrique, contribuant ainsi à la distribution d’énergie propre à grande échelle.
