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Énergie solaire

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L'énergie solaire est l'énergie du soleil. En général on utilise l'expression pour parler de l'énergie solaire qui arrive sur la Terre, et même plus précisément son exploitation par l'homme comme énergie renouvelable, notamment pour chauffer de l'eau ou produire de l'électricité. L'énergie est mesurée en joules et la puissance est mesurée en watts. Un joule égale un watt pendant 1 seconde.

Rayonnement solaire[modifier | modifier le wikicode]

L'énergie solaire arrive sur la Terre sous forme de rayonnement, c'est-à-dire de la lumière et d'autres ondes électromagnétiques.

Naturellement, cette énergie éclaire et réchauffe la terre, et elle est utilisée par les plantes par photosynthèse.

Elle est aussi utilisée par l'homme de différentes façons, et c'est cette exploitation qu'on appelle « énergie solaire », et dont on parle ici. On utilise l'énergie solaire en captant les rayons du soleil et en les transformant en électricité ou en utilisant leur chaleur.

Le flux d'énergie solaire sur Terre, appelé constante solaire est d'environ 1,368 KWatts/m2 sur une surface perpendiculaire aux rayons solaires sans atténuation par des nuages et l'atmosphère.

Au sol par temps clair c'est environ 1KW/m2 par temps clair sur des panneaux perpendiculaires au rayons solaires.

Moyennée sur toute la surface de la Terre et entre jours et nuits le flux maximum utilisable est de 340Watss/m2.

Il existe trois méthodes d'utilisation ou de conversion de l'énergie solaire :

Énergie solaire photovoltaïque[modifier | modifier le wikicode]

Photographie montrant des panneaux solaires en Corse
Panneaux solaires en Corse

Des panneaux solaires photovoltaïques piègent les rayons du soleil qui sont ensuite transformés par des absorbeurs métalliques en électricité.

Le rendement est environ de 15 à 17%.

Selon les cas, les panneaux solaires fournissent de l'électricité

  • pour le réseau électrique, il s'agit alors d'installation assez grandes,
  • pour alimenter en électricité un site ou un appareil isolé et non relié au réseau électrique ou bien un véhicule, un voilier etc. Ils sont alors en général accompagnés de batteries pour que l'électricité soit disponible même de nuit.
Pour en savoir plus, lis l’article : Panneau solaire photovoltaïque.

Énergie solaire thermique[modifier | modifier le wikicode]

Dans ce cas, les panneaux servent à capter de la chaleur pour fournir notamment de l'eau chaude.

Pour éviter les pertes thermiques par convection et le vent on place des tuyaux sur une surface noire absorbante des rayons solaires placée sous une vitre en verre.

Pour en savoir plus, lis l’article : Chauffe-eau solaire.

Énergie solaire thermodynamique[modifier | modifier le wikicode]

Ici les rayonnements du soleil chauffent de l'eau qui est ainsi transformée en vapeur.

Pour augmenter la température avec une parabole ou un grand nombre de panneaux réfléchissants souvent on concentre les rayons solaires sur un tube d'eau ou un récepteur qui peut ainsi atteindre plus de 2000°C fondant tout.

Cette vapeur fait tourner une turbine : l’énergie de la turbine en mouvement est transformée en énergie électrique.

Le rendement thermodynamique en énergie est d'autant meilleur que la température est élevée par exemple 500°C maximum avec de l'eau ou un autre fluide ( comme un sel ) qui stocke la chaleur pour la nuit aussi, avec concentration forte des rayons solaires.

Le rendement peut être meilleur que le photovoltaïque et surtout le stockage de la chaleur pour les nuits et le mauvais temps est plus facile.

Ces centrales solaires à concentration solaire donnent une puissance de environ 200 à 1000 Watts par m2 de panneaux réfléchissants.

Elles occupent donc beaucoup de surface pour des méga Watts.

Économie[modifier | modifier le wikicode]

Le développement de l'énergie solaire représente une activité économique et des métiers. Il y a par exemple en France des conseillers technique pour préparer l'installation de systèmes solaires chez des particuliers ou des petites entreprises, ou des ingénieurs chargés de mener des projets de grandes installations1.

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Énergie solaire dans la nature[modifier | modifier le wikicode]

En dehors de son utilisation directe par l'homme, l'énergie solaire fait les conditions qu'on a sur terre (températures, cycle de l'eau...), et c'est l'origine principale de l'énergie des êtres vivants. Elle est captée et transformée par les plantes grâce au processus de photosynthèse. Ces plantes sont ensuite la source d'énergie d'autres organismes qui les mangent, comme les animaux et les champignons. C'est la chaîne alimentaire.

L'énergie solaire captée par les plantes est donc à l'origine de nos aliments. L'énergie des plantes est aussi utilisée par les hommes en dehors de l'alimentation, on appelle alors cette ressource la biomasse.

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