Energie solaire : Les notions de base
L’énergie solaire constitue une énergie d’avenir propre et renouvelable qui permet de se substituer en partie aux énergies fossiles traditionnelles, épuisables et fortement émettrices de gaz à effet de serre.
Elle permet d’utiliser la lumière des rayons du soleil pour la convertir en chaleur ou en électricité.
Comment fonctionne l’énergie solaire ?
Quels en sont les avantages et les inconvénients ?
Pour quel type d’habitation ?
Tout ce qu’il faut savoir sur l’installation d’une centrale solaire dans un logement.
Comment fonctionne l’énergie solaire ?
L’énergie solaire permet de produire de l’électricité recueillie à travers l’utilisation de panneaux solaires ou de centrales thermiques. Elle utilise 3 techniques pour capter le rayonnement solaire et le convertir en énergie utilisable au quotidien :
- Le solaire photovoltaïque utilisant des panneaux solaires qui
agglomère des cellules photovoltaïques permettant de transformer l’énergie du
soleil accumulée en courant électrique continu. Ces capteurs, la plupart du
temps composés de silicium, une
molécule semi-conductrice à pouvoir tantôt isolant, tantôt conducteur va
exciter les électrons pour les rendre
mobiles et générer ainsi un courant
continu permettant d’alimenter le réseau électrique. Le solaire
photovoltaïque nécessite 3 éléments pour fonctionner :
- Les panneaux solaires.
- Un onduleur qui transforme l’électricité accumulée en courant alternatif prêt à être accueilli par le réseau.
- Un compteur pour mesurer en temps réel la quantité d’énergie injectée dans le réseau électrique.
- Le solaire thermique qui utilise des capteurs solaires dont les atomes vont être excités cette fois par les photons. Une fois stimulés, ces atomes changent d’état énergétique et vont créer un surplus d’énergie sous forme de chaleur. Un fluide caloporteur (eau ou gaz) va alors récupérer cette énergie thermique créée. Une fois chauffé, il pourra alors la transporter vers le système de chauffage utilisé dans la maison pour chauffer directement l’espace (via un plancher chauffant par exemple) ou pour l’accumuler en vue d’un usage ultérieur (ballon d’eau chaude).
- Le solaire thermodynamique utilisant peu ou prou le même procédé d’excitation des photons. Un système de miroirs réflecteurs va concentrer les rayons du soleil pour les porter à une température très élevée (plus de 250°C). Un fluide caloporteur va là encore transporter l’énergie nouvellement créée mais cette fois vers un fluide thermodynamique. Ce dernier subissant un changement de température provoquera une poussée mécanique qui va enclencher l’activation d’une turbine liée à un alternateur. Ce mécanisme de poussée thermodynamique permettra in fine de transformer l’énergie en électricité pour alimenter un logement.
Les avantages de l’énergie solaire
L’énergie solaire contient des propriétés qui en font une énergie d’avenir à plusieurs égards :
- C’est une énergie propre qui n’émet aucun gaz à effet de serre. Elle fait ainsi figure d’énergie 100% verte tendant à remplacer progressivement les énergies fossiles (fioul, gaz, pétrole, charbon).
- Il s’agit par ailleurs d’une ressource inépuisable et donc d’une énergie dite renouvelable contrairement aux énergies fossiles pour lesquelles certains spécialistes parlent de pic d’extraction et d’exploitation dans les années à venir.
- L’exploitation des rayons du soleil est gratuite contrairement à l’extraction d’énergies fossiles nécessitant de lourds investissements et détruisant par ailleurs le paysage de vastes zones terrestres (forage, fracturation hydraulique).
- L’énergie solaire est disponible partout dans le monde (même si certaines zones du globe sont plus ou moins exposées). Elle est ainsi profondément égalitaire ne dépendant pas de gisements concentrés sur certaines parties du globe.
- Elle permet de répondre à de multiples usages dans un logement pouvant également être utilisée comme énergie complémentaire d’une autre ressource pour combler tous les besoins d’une habitation.
- L’énergie solaire est également la source indirecte de la plupart des énergies renouvelables en contribuant à mettre en mouvement l’air (énergie éolienne), l’eau (énergie hydraulique et énergie marine) ou encore en provoquant la photosynthèse utilisée dans le cadre du chauffage biomasse et de la production d’hydrocarbures.
- Les installations solaires ne nécessitent enfin que très peu d’entretien pour fonctionner et sont très durables dans le temps avec une durée de vie moyenne de 30 à 40 ans.
Vous envisagez d’installer une centrale solaire chez vous ? Pour plus d’informations sur la marche à suivre, consulter La Plateforme de la Rénovation pour tirer le meilleur parti de cette solution d’énergie renouvelable.
Les inconvénients de l’énergie solaire
Malgré toutes ces sources d’optimisme quant à la généralisation progressive de l’utilisation de l’énergie solaire pour les usages les plus courants d’une habitation (chauffage, électricité, production d’eau chaude sanitaire), certains freins n’en permettent pas encore à ce jour une utilisation massive et généralisée :
- L’énergie solaire dépend par définition du rayonnement solaire qui est plus important dans certaines zones géographiques que dans d’autres. Il ne peut donc pour le moment répondre aux besoins complets des logements situés dans des zones à faible ensoleillement pour lesquelles la production solaire sera trop intermittente.
- L’utilisation du rayonnement solaire suppose des coûts assez conséquents à l’installation comprise entre 10 et 20 000€ selon la puissance et l’étendue de l’équipement installé. Un surcoût est également à prévoir pour l’achat d’une batterie en vue de stocker l’énergie accumulée. Ces frais peuvent néanmoins être substantiellement réduits grâce aux aides gouvernementales et rentabilisés rapidement grâce aux économies d’énergie réalisées chaque année et à la possibilité de revendre aux fournisseurs d’énergie le surplus d’électricité collecté.
- Enfin, le rendement de l’installation solaire diminue au fil des années avec l’usure de l’équipement (notamment à partir de 20 ans). L’onduleur doit par ailleurs être remplacé tous les 10 ans.
