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Énergie solaire
L'énergie solaire est une source d'énergie qui est dépendante du Soleil. Cela signifie que la matière première est le Soleil. Elle se place dans la catégorie des énergies renouvelables puisqu'on la considère comme inépuisable. L'énergie du Soleil est gratuite, inépuisable et disponible partout dans le monde.
- L'énergie solaire peut être utilisée directement par l'Homme pour s'éclairer, se chauffer et cuisiner ou pour produire de l'électricité par l'intermédiaire de panneaux photovoltaïques.
- Indirectement, l'énergie solaire est aussi la source de la plupart des énergies renouvelables et des hydrocarbures fossiles. Elle est, en effet, responsable de la mise en mouvement des masses d'eau (énergie marine) et d'air (énergie éolienne), du cycle de l'eau (énergie hydraulique) et de la photosynthèse (biomasse et hydrocarbures).
Il existe trois principales sources d'exploitation de l'énergie solaire :
1. Le solaire photovoltaïque :
L'une des façons les plus courantes d'utiliser l'énergie solaire est d'utiliser des systèmes photovoltaïques qui transforment les rayons du soleil en électricité via des panneaux solaires que l'on met généralement sur des toitures pour capter les rayons du soleil et les convertir ensuite en électricité directement utilisable.
Dans une installation photovoltaïque, quatre éléments sont nécessaires : des panneaux solaires, des batteries, un onduleur et un compteur.
Ces quatre éléments permettent de récupérer l'énergie transmise par le Soleil, de la transformer en électricité de la stocker puis de la distribuer à l'ensemble des clients connectés au réseau.
- Les panneaux solaires convertissent directement la lumière en courant électrique continu.
- Le compteur mesure la quantité de courant injectée dans le réseau.
- Les batteries permettent de stocker une quantité de charge pour faire fonctionner le réseau surtout lorsqu'il n'y a pas de soleil.
- L'onduleur permet ensuite de transformer l'électricité obtenue en courant alternatif compatible avec le réseau.
2. Le solaire thermique :
Un système solaire thermique exploite le rayonnement du Soleil afin de le transformer directement en chaleur (énergie calorifique).
Les principales applications sont la production d'eau chaude sanitaire, le chauffage et le rafraîchissement de bâtiments d'habitation et tertiaires, ainsi que la production de chaleur pour l'industrie et les réseaux de chaleur.
La technologie solaire thermique :
Le solaire thermique regroupe les technologies de conversion du rayonnement solaire en chaleur utilisable. La chaleur est collectée au travers des capteurs solaires puis transportée par un fluide caloporteur dans un circuit hydraulique, comportant généralement un ou plusieurs ballons de stockage permettant de délivrer la chaleur à tout moment de la journée. La circulation du fluide dans le circuit est commandée par un système de régulation, qui donne la priorité à l'énergie solaire chaque fois que celle-ci est disponible. En cas de besoin, lorsque l'ensoleillement est insuffisant et la température trop basse dans les ballons de stockage, la chaleur demandée doit être générée par un système d'appoint via un circuit indépendant.
3. Le solaire thermodynamique :
L'énergie solaire thermodynamique est l'énergie obtenue par la concentration du soleil sur des capteurs qui vont produire à leur tour de l'électricité.
Le solaire thermodynamique ou CSP (Concentrated Solar Power) désigne l'ensemble des techniques visant à transformer l'énergie du rayonnement solaire en chaleur pour la convertir en énergie électrique, au moyen d'un cycle thermodynamique moteur couplé à une génératrice électrique (une turbine et un générateur, par exemple). Le solaire thermodynamique est principalement destiné aux pays à fort ensoleillement et permet, contrairement aux centrales photovoltaïques, de lisser plus facilement la production grâce à un stockage thermique tampon moins onéreux que les systèmes de batterie.
À l'image des panneaux solaires thermiques, ce sont les miroirs qui transforment l'énergie collectée par les rayons du soleil, en chaleur. Cette chaleur a une température très élevée, bien supérieure à la température à laquelle elle a été collectée. Elle peut aller de 250 à 800 degrés selon la technique employée.
Une centrale solaire thermodynamique est constituée des éléments suivants :
- un dispositif optique de concentration du rayonnement solaire ;
- un système de production de chaleur composé d'un récepteur, d'un fluide caloporteur et, éventuellement, d'un moyen de stockage ;
- un sous-système de conversion de la chaleur en électricité.
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