Énergie solaire

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Le Soleil est le siège de réactions de fusions nucléaires. La réaction fondamentale, 4 Hydrogène - > Helium , libère 1 million de fois plus d’énergie qu’une réaction de combustion chimique ordinaire. La température à la surface du soleil est de 5880 K (15 millions de degrés en son centre). Le rayonnement solaire ("les rayons de soleil") est émit de manière sphérique; cette émission sphérique de l'énergie conduit à une dépendance de l'énergie recue par une planète en l'inverse du carré de la distance au Soleil; le flux solaire au sommet de l'atmosphère terrestre est de 1340W/m2. Une part non négligeable de cette énergie est perdue lors de la traversée de l'atmosphère.

Il parvient sur terre en 15 minutes une énergie solaire équivalente à la totalité de la consommation énergétique annuelle de l'humanité. Chaque année chaque km2 du désert du Sonora au Mexique (ou du Sahara en Afrique du nord ou encore du Thar en Inde) recoit une énergie solaire équivalente à 1,5 millions de barils de pétrole.

Histoire du solaire

• Socrate (470-399 av. J.-C.), philosophe grec qui a enseigné la construction bioclimatique (entre autres choses).
• Lorsque Syracuse fut assiégée par la flotte romaine, en 209 av. J.-C., pendant la deuxième guerre punique, on attribue à Archimède (en 287-212 av JC) l'invention d'un moyen d'incendier les navires ennemis en concentrant sur eux les rayons du soleil grâce à un jeu de miroirs.
• Antoine Becquerel (1788-1878) inventa la pile photovoltaïque en 1839.
• Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794), chimiste, il inventa un four solaire utilisant des lentilles convergentes afin de fondre des métaux sans la pollution des combustibles.
• Horace Bénédicte de Saussure (1740-1799), physicien suisse, inventa la "boîte chaude" en 1767 afin de démontrer l'effet de serre. Il est considéré comme le précurseur du capteur solaire plan.
• Charles Vernon Boys (1855-1944), physicien anglais, inventa un capteur cylindro-parabolique, qui a été mis en oeuvre pour la première fois en 1912.
• Félix Trombe (1906-1985), chimiste français qui a fait construire des fours solaires à Mont Louis et à Odeillo dans les Pyrénées, comme laboratoires du CNRS. Il a développé les systèmes passifs de chauffage solaire et notamment le "mur Trombe".

Les différentes technologies solaires

Il existe principalement trois facons d'utiliser directement l'énergie solaire : la thermodynamique, la thermique et le photovoltaïque.

• Photovoltaïque : simples cellules photovoltaïques , production d'électricité
• Solaire à concentration photovoltaïque (Concentrated PhotoVoltaïcs) : concentration de l'énergie solaire grâce à un système optique (miroirs) vers des cellules photovoltaïque (production d'électricité)
• Solaire à concentration thermodynamique (Concentrated Thermal Power) : concentration de l'énergie solaire pour produire de la vapeur qui entraine une turbine (production d'électricité) et/ou pour produire de la chaleur utilisable pour la désalinisation ou pour l'industrie. Il existe plusieurs types de systèmes collecteurs : CLFR, miroirs paraboliques, systèmes avec tour centrale etc.
• Solaire à concentration / moteur Stirling : concentration de l'énergie solaire vers un moteur Stirling couplé à un alternateur, production d'électricité )
• Solaire thermique : utilisé à l'échelle domestique pour chauffer l'eau, pour chauffer les aliments (four solaire) etc.

L'énergie solaire concentrée permet d'obtenir des températures très élevées (5000°C et plus) et peut aussi être utilisé pour purifier du silicium par évaporation (obtention de silicium de qualité photovoltaïque) et pour réaliser la thermolyse de l'eau (obtention de dihydrogène).

Voir aussi

Liens internes

• Énergie renouvelable
• Énergie de la biomasse
• Gestion de l'énergie
• Maison passive
• Climatisation solaire

Liens externes

• Histoire du solaire :
  • Par la société Ausra
• Cartes insolation :
  • U.S. Solar Radiation Resource Maps, NREL
  • Solar radiation maps - Europe, Commission européenne
  • Solar Irradiation and irradiance Data, Commission européenne
• Dossiers :
  • Dossier CEA : Les trois voies de l’énergie solaire (pdf)
  • Dossier Ministère de l'industrie (Attention, données parfois obsolètes)
• Sites généraux :
  • SolarPaces (Agence Internationale de l'Energie)
  • NREL / Solar É.U.
  • TREC : Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation, une initiative du club de Rome
  • DLR / TRANS-CSP, Allemagne
  • PROMES, France
  • Hespul, France
  • Syndicat des Énergies renouvelables, France

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