Le soleil fait plus pour notre planète que simplement fournir de la lumière pendant la journée : chaque particule de lumière solaire (appelée photon) qui atteint la Terre contient de l'énergie qui alimente notre planète. L'énergie solaire est la source ultime responsable de tous nos systèmes météorologiques et ressources énergétiques sur Terre, et suffisamment de rayonnement solaire frappe la surface de la planète chaque heure pour couvrir théoriquement nos besoins énergétiques mondiaux pendant presque une année entière.

D'où vient toute cette énergie ? Notre soleil, comme n'importe quelle étoile de la galaxie, est comme un énorme réacteur nucléaire. Au plus profond du noyau 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 à l'aide de capteurs photovoltaïques ou solaires thermiques. Bien que l'énergie solaire ne représente qu'une petite partie de la consommation énergétique mondiale totale, la baisse des coûts d'installation des panneaux solaires signifie que de plus en plus de personnes dans un plus grand nombre d'endroits peuvent profiter de l'énergie solaire. L'énergie solaire est une source d'énergie propre et renouvelable et joue un rôle important dans l'avenir énergétique mondial.

Utilisation de l'énergie solaire pour une puissance utilisable

Il existe de nombreuses façons d'utiliser l'énergie du soleil. Les deux principaux modes d'utilisation de l'énergie solaire sont le solaire photovoltaïque et le captage solaire thermique. Le photovoltaïque est beaucoup plus courant dans les projets d'énergie à petite échelle (tels que les installations de panneaux solaires résidentiels), et la capture solaire thermique n'est généralement utilisée que pour la production d'électricité à grande échelle dans les installations solaires des services publics. En plus de produire de l'électricité, les faibles variations de température des projets solaires thermiques peuvent être utilisées pour le chauffage et le refroidissement.

L'énergie solaire est l'une des sources d'énergie à la croissance la plus rapide et la moins chère au monde et continuera de se répandre rapidement dans les années à venir. À mesure que la technologie des panneaux solaires s'améliore chaque année, les avantages économiques de l'énergie solaire s'améliorent, s'ajoutant aux avantages environnementaux du choix d'une source d'énergie propre et renouvelable.

Énergie solaire photovoltaïque

Un moyen courant pour les propriétaires de profiter de l'énergie solaire est d'utiliser un système solaire photovoltaïque (PV). Avec un système solaire photovoltaïque, les panneaux solaires convertissent directement la lumière du soleil en électricité qui peut être utilisée immédiatement, stockée dans une batterie solaire ou envoyée au réseau pour des crédits sur votre facture d'électricité.

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

L'énergie solaire peut être captée à de nombreuses échelles à l'aide de l'énergie solaire photovoltaïque, et l'installation de panneaux solaires est un moyen intelligent d'économiser de l'argent sur votre facture d'électricité tout en réduisant votre dépendance aux combustibles fossiles non renouvelables. Les grandes entreprises et les entreprises de services publics peuvent également tirer parti de la production d'énergie solaire photovoltaïque en installant de grands panneaux solaires qui peuvent alimenter les opérations commerciales ou fournir de l'énergie au réseau.

Énergie solaire thermique

Une deuxième façon d'utiliser l'énergie solaire consiste à capter directement la chaleur du rayonnement solaire et à utiliser cette chaleur de différentes manières. L'énergie solaire thermique a une gamme d'applications plus large qu'un système photovoltaïque, mais l'utilisation de l'énergie solaire thermique pour la production d'électricité à petite échelle n'est pas aussi pratique que l'utilisation de l'énergie solaire photovoltaïque.

Trois types généraux d'énergie solaire thermique sont utilisés : basse température, utilisée pour le chauffage et le refroidissement ; température moyenne, utilisée pour chauffer l'eau; et haute température, utilisé pour générer de l'énergie électrique.

Dans les systèmes solaires thermiques à basse température, l'air est utilisé pour le chauffage et le refroidissement comme moyen de contrôle climatique. Un exemple de ce type d'utilisation de l'énergie solaire est leconception de l'énergie solaire passive. Dans les maisons construites pour une utilisation passive de l'énergie solaire, les rayons du soleil sont autorisés dans un espace de vie pour chauffer une zone et bloqués lorsque la zone doit être refroidie.

Les systèmes solaires thermiques à moyenne température comprennent les systèmes de chauffage solaire à eau chaude. Dans une installation d'eau chaude solaire, la chaleur du soleil est collectée par des capteurs sur votre toit. Cette chaleur est ensuite transférée à l'eau qui coule dans les tuyaux de votre maison, vous n'avez donc pas à vous fier aux méthodes traditionnelles de chauffage de l'eau, telles que les chaudières au mazout ou au gaz.

Les systèmes solaires thermiques à haute température sont utilisés pour produire de l'électricité à plus grande échelle. Dans une centrale solaire thermique, des miroirs dirigent les rayons du soleil sur des tubes qui contiennent un liquide qui peut bien retenir l'énergie thermique. Ce fluide chauffé peut ensuite être utilisé pour convertir l'eau en vapeur, qui peut ensuite faire tourner une turbine et générer de l'électricité. Ce type de technologie est souvent appelé énergie solaire concentrée.