Énergie solaire


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Figure 1. Le Soleil est la source principale d'énergie qui est indispensable à la vie sur Terre. Il agit également comme un flux d'énergie primaire qui peut être exploité par un panneau solaire.[1]

L'énergie solaire est l'électricité produite à l'aide du rayonnement solaire provenant du Soleil. Bien que l'énergie solaire ne représente qu'un petit pourcentage de la production mondiale d'énergie, certains pays utilisent des quantités appréciables de ce type d'énergie. La Chine et les États-Unis sont au premier rang mondial en termes de capacité totale d'énergie solaire produite. L'Allemagne obtient également un grand pourcentage de son électricité de l'énergie solaire.[2] Voir le graphique interactif ci-dessous pour plus de statistiques sur l'utilisation de l'énergie solaire dans le monde.

L'exploitation de la lumière du soleil et l'utilisation de cette énergie pour la production d'électricité sont réalisées par diverses méthodes. Cet article se concentre surtout sur l'utilisation des cellules photovoltaïques et des centrales solaires thermiques, mais l'énergie solaire peut également être exploitée pour le chauffage de l'eau domestique.

Les figures 2 et 3 ci-dessous montrent une centrale solaire photovoltaïque et une centrale solaire thermique.

Méthodes de collection

Afin d'utiliser l'énergie du soleil pour produire de l'électricité, il doit y avoir une méthode pour exploiter le rayonnement solaire. Puisqu'il n'y a pas de combustible à brûler pour produire de l'électricité comme dans le cas des centrales à combustibles fossiles ou centrales nucléaires, différentes méthodes sont utilisées pour capter ou concentrer la lumière du soleil. Il existe deux méthodes principales: des cellules photovoltaïques et des capteurs solaires thermiques. Alors que les capteurs solaires thermiques sont généralement moins complexes, les cellules photovoltaïques peuvent être plus utiles car elles transforment directement le rayonnement solaire en électricité. Voir le graphique interactif ci-dessous pour plus de statistiques sur l'utilisation de l'énergie solaire dans le monde.

Cellules photovoltaïques

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Figure 4. Un panneau solaire, composé de nombreuses cellules photovoltaïques.[5]

Les cellules photovoltaïques utilisent un matériau semi-conducteur qui, lorsqu'il est frappé par la lumière du soleil, génère un petit courant électrique en raison de l'effet photovoltaïque. Contrairement à certaines centrales qui nécessitent de la vapeur, les centrales solaires utilisant des cellules photovoltaïques créent de l'énergie solaire en transformant l'énergie du Soleil directement en électricité. La grande majorité des cellules photovoltaïques sont composées de semi-conducteurs de silicium et interagissent avec les photons entrants pour produire un courant électrique.[6]

Ces cellules peuvent être placées dans un panneau solaire et orientées pour faire face au Soleil. Pour l'utilisation résidentielle, des panneaux peuvent être placés sur le toit pour produire de l'électricité pour la maison. Pour la production d'électricité à l'échelle des services publics dans les fermes solaires, un grand nombre de ces panneaux sont disposés en un réseau (voir la figure 2) pour collecter des quantités importantes d'électricité.

Pour plus d'informations sur les différents types de cellules photovoltaïques, cliquez ici.

Centrale solaire thermique

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Figure 5. Un capteur solaire parabolique.[7]

Alors que les cellules photovoltaïques convertissent l'énergie solaire directement en électricité, ce n'est pas le cas avec l'énergie solaire thermique. Les centrales solaires thermiques sont des usines de production d'électricité qui utilisent l'énergie du Soleil pour chauffer un fluide à une température élevée. Ce fluide transfère alors sa chaleur à l'eau, qui se transforme en vapeur surchauffée. Cette vapeur est ensuite utilisée pour faire tourner les turbines dans une centrale électrique, et cette énergie mécanique est convertie en électricité par un générateur. Ce type de production d'électricité ressemble fort à celui qui utilise des combustibles fossiles, mais il s'agit de chauffer la vapeur en utilisant la lumière du soleil plutôt que de brûler des combustibles fossiles.[8] Ces systèmes utilisent des capteurs solaires pour concentrer les rayons du Soleil sur un seul point afin d'atteindre des températures suffisamment élevées.

Graphique interactif

Le graphique linéaire ci-dessous montre la croissance rapide de la consommation d'énergie solaire dans différentes régions du monde. Vous pouvez également sélectionner « barre » et « pays », pour voir les principaux utilisateurs d'énergie solaire dans le monde. Une fois ici, cliquez sur le bouton « par habitant » pour afficher l'énergie solaire par personne.

En savoir plus

Références

  1. Pixabay. (August 19, 2015). Sunlight [Online]. Available: http://pixabay.com/en/sunlight-sky-daylight-summer-422710/
  2. Zachary Shahan. (August 19, 2015). Top Solar Power Countries [Online]. Available: http://cleantechnica.com/2012/06/12/top-solar-power-countries-per-capita-per-gdp-per-twh-of-electricity-produced-in-total/2/
  3. Wikimedia Commons. (August 19, 2015). Giant Photovoltaic Array [Online]. Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/45/Giant_photovoltaic_array.jpg/640px-Giant_photovoltaic_array.jpg
  4. Wikimedia Commons. (August 19, 2015). PS20 and PS10 [Online]. Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/22/PS20andPS10.jpg
  5. "20110504-RD-LSC-0621 - Flickr - USDAgov" by U.S. Department of Agriculture. Licensed under CC BY 2.0 via Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:20110504-RD-LSC-0621_-_Flickr_-_USDAgov.jpg#/media/File:20110504-RD-LSC-0621_-_Flickr_-_USDAgov.jpg
  6. R. Wolfson. Energy, Environment, and Climate, 2nd ed., New York, NY: W.W. Norton & Company, 2012
  7. Wikimedia Commons. (August 10, 2015). Solar Stirling Engine [Online]. Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/SolarStirlingEngine.jpg
  8. EIA. (August 18, 2015). Solar Thermal Power Plants [Online]. Available: http://www.eia.gov/Energyexplained/?page=solar_thermal_power_plants

Auteurs et rédacteurs

Ethan Boechler, Jonathan Elbaz, Jordan Hanania, James Jenden, Anna Pletnyova, Kailyn Stenhouse, Luisa Vargas Suarez, Brodie Yyelland, Jason Donev
Dernière mise à jour : 28 septembre, 2021
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