solaire, énergie

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Présentation

solaire, énergie, énergie produite par le Soleil à la suite de réactions de fusion thermonucléaire, source de la plupart des énergies disponibles sur Terre et exploitable pour la production d'électricité.

L’énergie solaire se propage dans l'espace sous la forme de « grains », ou quanta d'énergie, les photons ; elle est sans cesse renouvelée.

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Constante solaire

En 1837, le physicien français Claude Pouillet introduisit la notion de constante solaire. Il remarqua que la puissance du rayonnement solaire, mesurée sur le bord extérieur de l'atmosphère terrestre, est pratiquement invariable lorsque la Terre est à une distance moyenne du Soleil. Cette constante est égale à 1 350 W/m² et fluctue d'environ 0,2 p. 100 tous les trente ans. L'intensité de l'énergie solaire réellement disponible à la surface de la Terre est inférieure à la constante solaire en raison de l'absorption et de la dispersion de cette énergie, due à l'interaction des photons avec l'atmosphère, les nuages ou encore les fumées produites par la pollution.

La puissance solaire disponible en tout point de la Terre dépend également du jour, de l'heure et de la latitude du point de réception. De plus, la quantité d'énergie solaire captée est fonction de l'orientation du récepteur.

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Énergie solaire et milieu naturel

Le Soleil rayonne sur la Terre une puissance de 16.10¹⁵ kWh par an, dans toutes les longueurs d'onde du spectre de la lumière visible. L'énergie lumineuse issue du Soleil est à la base de la majeure partie des formes d'énergie disponibles : énergies chimique, thermique, hydraulique, électrique. Par exemple, les combustibles fossiles, tels que le charbon, le gaz naturel et le pétrole, ont été formés à la suite d'un stockage d'énergie solaire par des organismes, sur une longue période. En fait, l'énergie nucléaire est la seule à ne pas provenir de l'énergie solaire.

Cette dernière est indispensable pour maintenir sur Terre les conditions lumineuses et thermiques nécessaires à la vie. Par exemple, la photosynthèse utilise cette énergie pour fournir aux plantes chlorophylliennes de la matière organique. Soixante pour cent de l'énergie solaire qui atteint la Terre est réfléchie par l'atmosphère ; 11 p. 100 est réfléchie par le sol et la végétation ; 16 p. 100 entretient, par évaporation, le cycle de l'eau (voir Eau), qui produit la pluie, les eaux de montagne et de rivière. Voir aussi Bioénergétique.

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Stockage et exploitation de l'énergie solaire

Du fait de sa nature et de sa puissance très variable à la surface de la Terre en un point donné, il est difficile d'exploiter ou de stocker l'énergie solaire sans la transformer au préalable. Pour cela, on utilise l'effet de serre, les capteurs solaires, les fours solaires, le refroidissement solaire et les photopiles. Dans les procédés thermiques, la puissance solaire sert à chauffer un gaz ou un liquide, qui est ensuite stocké ou distribué. Dans les dispositifs photovoltaïques, elle est directement convertie en énergie électrique sans mécanismes intermédiaires.