Comment fonctionne l’énergie solaire ?

L'énergie solaire fonctionne en convertissant l'énergie du soleil en électricité. Il existe deux formes d'énergie produite à partir du soleil pour notre consommation : l'électricité et la chaleur. Toutes deux sont produites grâce à l'utilisation de panneaux solaires, dont la taille varie des toits résidentiels aux « fermes solaires » s'étendant sur des hectares de terres rurales.

L’énergie solaire est-elle une source d’énergie propre ?

Oui, énergie solaire est une source d'énergie renouvelable et infinie qui ne crée aucun effet nocif émissions de gaz à effet de serre – tant que le soleil continuera à briller, de l’énergie sera libérée.

L’empreinte carbone des panneaux solaires est déjà assez faible, puisqu’ils durent plus de 25 ans sans perte d’efficacité. Et les matériaux utilisés dans les panneaux sont de plus en plus recyclés, donc l’empreinte carbone va continuer à diminuer.
 

Quand l’énergie solaire a-t-elle été découverte ?

L'énergie solaire a été utilisée par les humains dès le VIIe siècle avant J.-C., lorsque les humains utilisaient la lumière du soleil pour allumer des feux en réfléchissant les rayons du soleil sur des objets brillants. Plus tard, au IIIe siècle avant J.-C., les Grecs et les Romains exploitèrent l'énergie solaire avec des miroirs pour allumer des torches lors de cérémonies religieuses.

En 1839, alors qu’il n’avait que 19 ans, le physicien français Edmond Becquerel a découvert l’effet photovoltaïque (PV) en expérimentant une cellule constituée d’électrodes métalliques dans une solution conductrice. Il a constaté que la cellule produisait plus d’électricité lorsqu’elle était exposée à la lumière : il s’agissait d’une cellule photovoltaïque.

En 1954, la technologie PV est née lorsque Daryl Chapin, Calvin Fuller et Gerald Pearson ont développé la cellule PV en silicium aux Bell Labs en 1954 – la première cellule solaire capable d'absorber et de convertir suffisamment d'énergie solaire en énergie pour faire fonctionner les équipements électriques quotidiens.

Aujourd’hui, les satellites, des engins spatiaux en orbite autour de la Terre, sont alimentés par l’énergie solaire.

Comment l’électricité est-elle produite exactement à partir de l’énergie solaire ?

Panneaux solaires Les panneaux solaires sont généralement constitués de silicium installé dans un cadre métallique avec un boîtier en verre. Lorsque des photons, ou particules de lumière, frappent la fine couche de silicium située sur le dessus d'un panneau solaire, ils arrachent des électrons des atomes de silicium.

Cette charge photovoltaïque crée un courant électrique (plus précisément, du courant continu ou CC), qui est capté par le câblage des panneaux solaires. Ce courant continu est ensuite converti en courant alternatif (CA) par un onduleur. Le CA est le type de courant électrique utilisé lorsque vous branchez des appareils sur des prises murales normales.

 

Quelle est la différence entre panneaux solaires photovoltaïques et panneaux solaires thermiques?

Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l'électricité, comme décrit ci-dessus, tandis que les panneaux solaires thermiques produisent de la chaleur. Bien que la source d'énergie soit la même (le soleil), la technologie de chaque système est différente.

Le solaire photovoltaïque repose sur l'effet photovoltaïque, par lequel un photon (l'unité de base de la lumière) impacte une surface semi-conductrice comme le silicium et génère la libération d'un électron. Le solaire thermique est moins sophistiqué et consiste simplement à chauffer directement de l'eau (ou d'autres fluides) par la lumière du soleil. Pour un usage domestique, des panneaux solaires thermiques sont également installés sur un toit face au soleil, chauffant l'eau stockée dans un ballon d'eau chaude et fournissant ainsi de l'eau chaude et du chauffage. À plus grande échelle, le solaire thermique peut également être utilisé dans des centrales électriques.

Que sont les fermes solaires ?

Les fermes solaires, également appelées parcs solaires ou champs solaires, sont de vastes étendues de terre contenant des panneaux solaires interconnectés positionnés ensemble sur plusieurs hectares, pour récolter de grandes quantités d'énergie solaire en même temps. Les fermes solaires sont conçues pour la production d'énergie solaire à grande échelle qui alimente directement le réseau, par opposition aux panneaux solaires individuels qui alimentent généralement une seule maison ou un seul bâtiment.
 

L’énergie solaire peut-elle être produite par temps nuageux ?

Oui, c'est possible : l'énergie solaire n'a besoin que d'un peu de lumière du jour pour capter l'énergie du soleil. Cela dit, la vitesse à laquelle les panneaux solaires produisent de l'électricité varie en fonction de la quantité de lumière directe du soleil et de la qualité, de la taille, du nombre et de l'emplacement des panneaux utilisés.

Qui sont les plus grands producteurs d’énergie solaire au monde ?

La Chine est le plus grand producteur de production d'électricité à partir de l'énergie solaire dans le monde, produisant 261 659 GWh en 2020. Les États-Unis arrivent en deuxième position, produisant 119 329 GWh la même année, suivis du Japon, de l'Inde et de l'Allemagne.