Définition de l'énergie solaire avec exemples et utilisations

Définition de l'énergie solaire avec exemples et utilisations
La définition de l'énergie solaire est l'énergie qui vient du Soleil et que l'on peut capter grâce au rayonnement solaire.Le concept d’énergie solaire est souvent utilisé pour désigner l’énergie électrique ou thermique obtenue grâce au rayonnement solaire.

Cette source d'énergie représente la principale source d'énergie sur Terre.Parce qu’elle est une source inépuisable, elle est considérée comme une énergie renouvelable.

De cette énergie, de nombreuses autres sources d’énergie sont dérivées, telles que :

L'énergie éolienne, qui exploite la puissance du vent.Le vent est généré lorsque le Soleil chauffe de grands volumes d'air.
Les énergies fossiles : elles sont issues d’un processus extrêmement long de décomposition de particules organiques.Les décomposeurs organiques étaient en grande partie des plantes photosynthétiques.
L'énergie hydraulique, qui exploite l'énergie potentielle de l'eau.Sans rayonnement solaire, le cycle de l’eau ne serait pas possible.
L’énergie issue de la biomasse, encore une fois, est le résultat de la photosynthèse des plantes.
Ce type d'énergie renouvelable est une alternative aux énergies fossiles qui n'émettent pas de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone.

Exemples d'énergie solaire
Voici quelques exemples d’énergie solaire :

Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l'électricité ;ces installations sont utilisées dans les habitations, les refuges de montagne, etc.
Centrales photovoltaïques : ce sont des extensions significatives des panneaux photovoltaïques dont l'objectif est de produire de l'électricité pour alimenter le réseau électrique.
Les voitures solaires utilisent des cellules photovoltaïques pour convertir le rayonnement solaire en électricité afin de faire fonctionner un moteur électrique.
Cuisinières solaires : elles sont constituées d'un système parabolique pour concentrer la lumière du soleil au point d'élever la température et de pouvoir cuisiner.
Systèmes de chauffage : avec l’énergie solaire thermique, on peut chauffer un fluide qui peut être utilisé dans un circuit de chauffage.
Le chauffage d'une piscine est un circuit fluide simple dans lequel l'eau circule le long d'un ensemble de capteurs solaires thermiques exposés au soleil.
Calculatrices : Certains appareils électroniques disposent d’un petit panneau solaire pour alimenter le circuit électrique.
La ventilation solaire est un type d'énergie solaire qui utilise la chaleur du soleil pour ventiler un espace.Il est souvent utilisé dans les maisons et les bâtiments pour améliorer la qualité de l’air et réduire les coûts énergétiques.La ventilation solaire peut être utilisée pour ventiler une seule pièce ou un bâtiment entier.
La photosynthèse est un moyen naturel utilisé par les plantes pour convertir l’énergie solaire en énergie chimique.
Types d'énergie solaire
Il existe trois types de technologies d’énergie solaire :

Énergie solaire photovoltaïque : les panneaux solaires photovoltaïques sont composés d'un matériau qui, lorsque le rayonnement solaire frappe, libère des électrons et génère un courant électrique.
L'énergie solaire thermique : Ce système exploite la capacité thermique des rayons du Soleil.Le rayonnement solaire est converti en énergie thermique pour chauffer un fluide pouvant être utilisé pour chauffer l’eau chaude sanitaire.Dans les centrales solaires thermiques, de la vapeur est produite, puis de l'électricité.
L'énergie solaire passive est une ressource permettant de profiter de la chaleur solaire sans utiliser de ressources externes.Par exemple, les architectes peuvent orienter les maisons et décider où placer les fenêtres, en tenant compte de l'endroit où le rayonnement solaire sera reçu.Cette technique est connue sous le nom d’architecture bioclimatique.
Comment l’énergie solaire est-elle produite ?
D'un point de vue physique, l'énergie solaire est produite dans le Soleil par une succession de réactions nucléaires.Lorsque cette énergie nous parvient sur Terre, nous pouvons en profiter de plusieurs manières :

Panneaux solaires avec cellules photovoltaïques.Les panneaux photovoltaïques sont constitués d'un matériau qui, lorsqu'il reçoit de la lumière, ionise directement et libère un électron.Le rayonnement solaire est ainsi transformé en énergie électrique.
Utiliser des capteurs solaires conçus pour convertir le rayonnement solaire en énergie thermique.Son but est de chauffer un fluide qui circule à l’intérieur.Dans ce cas, nous n’avons pas d’électricité, mais nous disposons d’un fluide à haute température qui peut être utilisé dans de nombreuses applications.
L'énergie solaire concentrée est un système qui réfléchit toute la lumière solaire vers un point focal pour atteindre des températures élevées.Cette technologie est utilisée dans les centrales thermosolaires pour la production d'énergie.
Les systèmes d’énergie solaire passifs utilisent l’énergie solaire sans aucun apport d’énergie externe.Par exemple, les conceptions architecturales permettent un rayonnement solaire maximal en hiver et évitent les excès de chaleur en été.
Types de panneaux solaires
Le terme panneaux solaires est utilisé pour les deux méthodes (photovoltaïque et thermique).Dans tous les cas, la conception est très différente selon le type de technologie solaire pour laquelle elle sera utilisée :

Le panneau solaire thermique utilise les rayons solaires pour chauffer un liquide qui transfère de la chaleur à un fluide puis chauffe l'eau.Les chauffe-eau solaires sont utilisés dans les maisons pour obtenir de l’eau chaude.
Le panneau photovoltaïque exploite les propriétés d'éléments semi-conducteurs particuliers placés dans des cellules solaires.Les cellules solaires produisent de l'énergie électrique lorsqu'elles sont soumises au rayonnement solaire.Grâce à l'effet dit photovoltaïque, l'exposition au soleil provoque le mouvement d'électrons dans un composant (généralement du silicium), générant un courant électrique continu.
Le panneau solaire à concentration utilise également une série de miroirs paraboliques à structure linéaire.L'objectif de ces miroirs est de concentrer le rayonnement solaire en un point focal pour atteindre des températures suffisamment élevées pour générer de la vapeur.
Utilisations de l'énergie solaire

Exploiter la puissance du soleil : un guide du photovoltaïque
L’énergie solaire a de nombreux usages et applications qui peuvent être résumés en trois points :

Eau Chaude Sanitaire ECS
Le chauffage solaire de l’eau est utilisé pour fournir de l’eau chaude sanitaire (ECS) et du chauffage aux maisons et aux petits complexes immobiliers.Des centrales solaires ont été construites qui, à l'aide de turbines à vapeur, convertissent la chaleur stockée en électricité.

Cependant, ces prototypes n’ont pas été largement utilisés en raison des faibles performances de ces centrales électriques par rapport aux coûts élevés et à l’approvisionnement irrégulier en électricité.

Production d'électricité
Les panneaux photovoltaïques sont utilisés dans les systèmes solaires isolés pour alimenter des appareils éloignés des réseaux électriques (sondes spatiales, répéteurs téléphoniques à haute altitude, etc.).Ils sont également utilisés dans des applications dont la demande en énergie est si faible qu'un raccordement au réseau électrique ne serait pas économique (signaux lumineux, parcmètres, etc.).

Ces appareils doivent être équipés d'accumulateurs capables d'accumuler l'excédent d'électricité produit pendant la journée pour alimenter les équipements la nuit et pendant les périodes nuageuses, généralement des batteries solaires.

Ils sont également utilisés dans les grands systèmes connectés au réseau, bien que l'alimentation électrique soit variable selon les conditions quotidiennes et saisonnières.Il est donc difficile à prédire et non programmable.

Cette discontinuité rend difficile la satisfaction de la demande d’électricité à tout moment, sauf pour une production disposant d’une large marge de sécurité au-dessus des pointes de demande annuelles.Cependant, étant le pic de production des centrales solaires en été, il parvient à compenser la plus grande demande interne due aux climatiseurs.

Quels sont les avantages et les inconvénients de l’énergie solaire ?
L’utilisation de l’énergie solaire comporte des avantages et des inconvénients spécifiques.

Les principales critiques ou inconvénients sont :

Coût d'investissement élevé par kilowatt obtenu.
Il offre une très grande efficacité.
Les performances obtenues dépendent de la programmation solaire, de la météo et du calendrier.Pour cette raison, il est difficile de savoir quelle puissance électrique nous pourrons obtenir à un instant donné.Cet inconvénient disparaît avec d'autres sources d'énergie, comme l'énergie nucléaire ou fossile.
La quantité d'énergie nécessaire pour fabriquer un panneau solaire.La production de panneaux photovoltaïques nécessite beaucoup d’énergie, utilisant souvent des sources d’énergie non renouvelables comme le charbon.
D’un autre côté, il faut considérer les avantages de l’énergie solaire :

Ses partisans soutiennent la réduction des coûts et les gains d’efficacité grâce aux économies d’échelle et aux améliorations technologiques des futurs systèmes solaires.
Concernant l'absence de cette source d'énergie la nuit, ils soulignent également que le pic maximum de consommation électrique est atteint pendant la journée, c'est-à-dire lors de la production maximale d'énergie solaire.
C'est une source d'énergie renouvelable.Autrement dit, elle est inépuisable.
C’est une énergie non polluante : elle ne génère pas de gaz à effet de serre et ne contribue donc pas à aggraver le problème du changement climatique.
Auteur : Oriol Planas – Ingénieur technique industriel