Nous vous expliquons ce qu’est l’énergie solaire et comment elle est produite. Aussi, à quoi ça sert, et quels sont ses avantages et ses inconvénients.
Qu’est-ce que l’énergie solaire ?
L’énergie solaire est l’énergie produite par le Soleil. Cette énergie, émise sous forme de rayonnement électromagnétique, constitue la principale source de lumière et de chaleur sur Terre. Grâce à la technologie , il est actuellement possible d’en profiter pour obtenir de l’énergie électrique et thermique , destinée à alimenter les foyers et les industries. C’est une source d’énergie constante, économique, non polluante et sûre.
Le Soleil émet constamment d’énormes quantités d’énergie. Une partie de celui-ci touche la Terre . Environ 30 % de cette énergie est renvoyée dans l’espace ; les 70% restants sont absorbés par l’ atmosphère , les océans et les continents .
L’énergie solaire qui atteint la surface de la terre est composée principalement de lumière visible et de rayonnement infrarouge et, dans une moindre mesure, de rayonnement ultraviolet et d’autres formes de rayonnement.
Voir aussi: Énergie nucléaire
Comment l’énergie solaire est-elle produite ?
L’énergie solaire provient de l’intérieur du Soleil. Là, des réactions de fusion entre les noyaux d’atomes d’hydrogène se produisent constamment, entraînant la formation d’ atomes d’hélium .
La fusion nucléaire qui se produit dans le Soleil génère d’énormes quantités de chaleur et d’énergie . Celles-ci sont émises dans l’espace sous forme d’ondes et de particules, et une partie atteint les planètes. Sur Terre, l’énergie solaire chauffe sa surface et, en fonction des différences de température entre les régions, provoque des vents et détermine le climat . De plus, il est utilisé par les plantes qui, au cours de la photosynthèse , le transforment en énergie chimique .
A quoi sert l’énergie solaire ?
L’énergie solaire offre de nombreuses possibilités pratiques dans le monde d’aujourd’hui. Ses principales utilisations sont liées à la production d’ électricité et à l’obtention d’énergie thermique. Voici quelques-unes des applications de l’énergie solaire :
- Fourniture d’eau chaude et de chauffage dans les maisons.
- Refroidissement, grâce à des systèmes d’absorption de chaleur entraînés par l’énergie thermique de l’ eau chauffée avec un capteur solaire.
- Production d’électricité dans les centrales thermiques, à partir de la vapeur d’eau provenant des capteurs solaires.
- Fonctionnement d’appareils électriques autonomes, des calculatrices et montres aux moteurs et satellites, au moyen de cellules photovoltaïques.
- Production industrielle de produits chimiques, textiles et alimentaires, entre autres, à partir de la chaleur accumulée dans des bassins solaires, réservoirs d’eau salée spécialement conçus à cet effet.
- Fusion des métaux et production de combustibles hydrogène, à partir de l’énergie thermique accumulée dans les fours solaires, immenses capteurs solaires qui concentrent la lumière du soleil et libèrent la chaleur accumulée dans les fluides à haute température.
- Stérilisation, pasteurisation et, en général, application de méthodes d’élimination des micro -organismes par l’action de la chaleur.
- Obtention de sel à partir d’eau de mer et, en parallèle, purification d’eau salée.
- Cuisson des aliments , à l’aide de cuiseurs solaires.
- Production d’hydrogène, grâce à des feuilles artificielles, qui, imitant le processus de photosynthèse des plantes, séparent l’oxygène et l’hydrogène de l’eau.
Comment l’énergie solaire est-elle exploitée ?
Il existe différentes technologies pour capter l’énergie solaire et la convertir en énergie utilisable dans les activités humaines. Certains le font activement et d’autres passivement.
- Technologies actives . Ce sont ceux qui utilisent des dispositifs électriques ou mécaniques (cellules photovoltaïques, technologies de concentration thermique ) pour capter et stocker l’énergie solaire, et la transformer en un autre type d’énergie (électrique ou thermique).
- Technologies passives . Il comprend des dispositions liées à l’architecture bioclimatique, c’est-à-dire l’orientation des bâtiments pour recevoir plus de lumière naturelle, empêcher la dispersion de la chaleur apportée par le soleil, etc.
Types de technologies d’énergie solaire
Il existe deux principaux types de technologies qui captent l’énergie du rayonnement solaire et la transforment en un autre type d’énergie.
- Cellules photovoltaïques . Également appelées cellules photoélectriques ou cellules solaires. Ce sont des appareils qui transforment l’énergie du rayonnement solaire en énergie électrique . Chaque cellule photovoltaïque est constituée d’un matériau semi -conducteur , généralement du silicium. Le semi-conducteur absorbe la lumière du soleil et émet des électrons. Ceux-ci, étant captés dans un champ électrique, génèrent un courant électrique . Les panneaux solaires, installés sur les toits, les toitures ou les grandes étendues de terrain libre, sont constitués de lots de cellules photovoltaïques.
- Collecteurs thermiques . Aussi appelés capteurs solaires ou capteurs solaires thermiques. Ces systèmes collectent l’énergie thermique produite par le rayonnement solaire et la redistribuent à des fins pratiques, telles que le chauffage, la fourniture d’eau chaude et même la production d’électricité. Les capteurs sont constitués de lentilles, de miroirs ou de plaques de métal foncé, qui concentrent ou absorbent la lumière solaire. Le rayonnement ainsi concentré ou absorbé chauffe un fluide (eau ou air) qui circule dans des tubes ou dans des réservoirs et qui peut être utilisé directement, ou transféré et stocké dans un autre milieu.
Avantages de l’énergie solaire
Les avantages de l’énergie solaire comprennent:
- Disponibilité . Contrairement aux énergies fossiles , le Soleil est une source d’énergie quasiment inépuisable et ne risque pas d’être surexploité, comme c’est le cas d’autres ressources renouvelables (comme la biomasse ).
- Faible impact écologique . L’énergie solaire ne pollue pas et ne nécessite pas de processus d’extraction de matières premières compliqués qui nuisent à l’ environnement . Par rapport aux autres sources d’énergie, les équipements d’énergie solaire ont un impact environnemental faible , limité à celui généré lors de leur fabrication.
- des économies . C’est un modèle énergétique bon marché, puisque le Soleil rayonne librement dans le monde entier. Bien que l’installation des appareils nécessaires nécessite une dépense initiale, l’investissement est récupéré à moyen terme.
- Accessibilité . La relative facilité d’installation et la capacité d’ autonomie des appareils à énergie solaire permettent aux exploitations agricoles et aux agglomérations rurales, éloignées du réseau électrique, d’accéder à l’électricité.
- Sécurité . L’énergie solaire ne présente pas les risques pour la santé dérivés d’autres types d’énergie, comme les combustibles atomiques ou fossiles.
Inconvénients de l’énergie solaire
Malgré ses grands avantages, l’énergie solaire présente également certains inconvénients, comme toute source d’énergie. Certains sont les suivants :
- Variabilité . L’énergie solaire n’est ni uniforme ni constante : des facteurs tels que la météo , l’heure de la journée et la période de l’année affectent tous la quantité d’énergie solaire disponible. Il existe également des endroits où le rayonnement solaire est faible, son utilisation n’est donc pas une option viable.
- Impact négatif sur l’environnement . Bien que l’énergie solaire en soi ne soit pas polluante, la fabrication d’équipements énergétiques génère des gaz qui augmentent l’ effet de serre , en plus de produire d’autres substances toxiques .
- Coût initial . Bien que l’obtention de l’énergie soit très bon marché, les coûts d’installation d’une centrale solaire sont encore assez élevés, compte tenu de la quantité de technologie requise.
- Emplacement . De grandes surfaces sont nécessaires pour obtenir des rendements énergétiques solaires élevés, et dans de nombreux cas, cela est difficile à réaliser. Les zones désertiques reçoivent généralement beaucoup de soleil et disposent de vastes plaines, mais en même temps elles sont très éloignées de tout établissement humain.
L’avenir de l’énergie solaire
Ces dernières années, il y a eu de grands progrès dans l’utilisation de l’énergie solaire. Le coût des équipements a été drastiquement réduit , au point que dans certaines régions très ensoleillées, l’énergie solaire est la source d’énergie la moins chère. De plus, les technologies disponibles ont été améliorées afin de les rendre plus efficaces.
De plus en plus de pays investissent dans ce type de technologie pour réduire la dépendance aux combustibles fossiles ( pétrole , charbon ou gaz) comme source d’énergie.
On s’attend à ce que dans les années à venir, l’équipement soit encore moins cher et plus efficace. Parmi les actions visant à cet effet figurent :
- Recherche pour concevoir des systèmes d’énergie solaire capables de générer 1,5 fois plus d’énergie que les systèmes actuels.
- L’étude de matériaux alternatifs et moins coûteux que l’argent et le silicium.
- La création de panneaux solaires bifaciaux, qui peuvent capter la lumière du soleil des deux côtés.}
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