L’énergie solaire fonctionne en convertissant l’énergie du soleil en électricité. Il existe deux formes d’énergie générée par le soleil pour notre usage : l’électricité et la chaleur.
Ces deux formes d’énergie sont produites à l’aide de panneaux solaires, dont la taille varie de celle des toits des habitations à celle des « fermes solaires » s’étendant sur des hectares de terres rurales.
L’énergie solaire est-elle une source d’énergie propre ?
Oui, l’énergie solaire est une source d’énergie renouvelable et infinie – tant que le soleil continuera de briller, de l’énergie sera libérée.
Un autre avantage de l’énergie solaire est que, contrairement à la combustion de combustibles fossiles, la conversion de la lumière du soleil en énergie ne génère aucune émission de gaz à effet de serre.
L’empreinte carbone des panneaux solaires est déjà assez faible, car ils durent plus de 25 ans sans perte d’efficacité. Et les matériaux utilisés dans les panneaux sont de plus en plus recyclés, de sorte que l’empreinte carbone continuera à diminuer.
Quand l’énergie solaire a-t-elle été découverte ?
L’énergie solaire a été utilisée par les humains dès le 7e siècle avant J.-C., lorsqu’ils ont utilisé la lumière du soleil pour allumer des feux en réfléchissant les rayons du soleil sur des objets brillants. Plus tard, au 3e siècle avant J.-C., les Grecs et les Romains ont exploité l’énergie solaire à l’aide de miroirs pour allumer des torches lors de cérémonies religieuses.
En 1839, à l’âge de 19 ans seulement, le physicien français Edmond Becquerel a découvert l’effet photovoltaïque (PV) en expérimentant une cellule composée d’électrodes métalliques dans une solution conductrice. Il a remarqué que la cellule produisait plus d’électricité lorsqu’elle était exposée à la lumière : c’était une cellule photovoltaïque.
En 1954, la technologie photovoltaïque est née lorsque Daryl Chapin, Calvin Fuller et Gerald Pearson ont mis au point la cellule photovoltaïque en silicium aux Bell Labs en 1954 – la première cellule solaire capable d’absorber et de convertir suffisamment d’énergie solaire en courant pour faire fonctionner les équipements électriques courants.
Aujourd’hui, les satellites, des engins spatiaux en orbite autour de la Terre, sont alimentés par l’énergie solaire.
Comment produit-on exactement l’électricité à partir de l’énergie solaire ?
Les panneaux solaires sont généralement constitués de silicium installé dans un cadre métallique avec une enveloppe en verre. Lorsque des photons, ou particules de lumière, frappent la fine couche de silicium située sur le dessus d’un panneau solaire, ils font tomber des électrons sur les atomes de silicium.
Cette charge PV crée un courant électrique (plus précisément, un courant continu ou DC), qui est capté par le câblage des panneaux solaires. Ce courant continu est ensuite converti en courant alternatif (CA) par un onduleur. Le courant alternatif est le type de courant électrique utilisé lorsque vous branchez des appareils dans des prises murales normales.
Quelle est la différence entre les panneaux solaires photovoltaïques et les 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. Si la source d’énergie est la même – le soleil – la technologie de chaque système est différente.
Le photovoltaïque solaire repose sur l’effet photovoltaïque, par lequel un photon (l’unité de base de la lumière) frappe 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 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 eau chaude et chauffage. À plus grande échelle, le solaire thermique peut également être utilisé dans les centrales électriques.
Qu’est-ce qu’une ferme solaire ?
Les fermes solaires, également connues sous le nom de parcs solaires ou de champs solaires, sont de vastes étendues de terrain contenant des panneaux solaires interconnectés, positionnés ensemble sur plusieurs hectares, afin de 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.
Peut-on produire de l’énergie solaire par temps nuageux ?
Oui, c’est possible. Le Royaume-Uni ne semble pas être le meilleur pays pour produire de l’énergie à partir du soleil, mais l’énergie solaire ne nécessite qu’un certain niveau de lumière du jour pour exploiter 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 solaire directe et de la qualité, de la taille, du nombre et de l’emplacement des panneaux utilisés.
Quelle quantité d’énergie solaire le Royaume-Uni produit-il actuellement ?
De manière assez surprenante, le Royaume-Uni est le septième producteur mondial d’énergie solaire, après la Chine, les États-Unis, le Japon, l’Allemagne, l’Inde et l’Italie. Nous produisons plus d’énergie solaire que l’Espagne ensoleillée.
Le pic actuel de production d’électricité solaire enregistré par notre centre national de contrôle de l’électricité est de 9680 MW le 20 avril 2020, soit suffisamment pour faire bouillir cinq millions de bouilloires !
Que faisons-nous pour apporter plus d’énergie solaire sur le réseau ?
National Grid ESO prépare le système électrique britannique pour qu’il puisse fonctionner avec de l’électricité sans carbone d’ici 2025 – prêt à accueillir toute quantité d’électricité renouvelable, y compris l’énergie solaire, produite.
Afin d’intégrer des quantités toujours plus importantes d’énergie renouvelable dans le réseau et de maintenir les coûts à un niveau bas pour les clients, l’ESO s’efforce de relever deux défis étroitement liés : veiller à ce que la demande d’électricité soit équilibrée par l’électricité produite et actualiser les fondements du système électrique. L’électricité a toujours reposé sur les combustibles fossiles, c’est pourquoi ils conçoivent de nouvelles approches et intègrent de nouvelles technologies.
Lors d’un récent essai réussi, dans le cadre du projet « Power Potential », les onduleurs d’une centrale solaire ont été mis à niveau de sorte qu’en plus de fournir de l’énergie pendant les heures d’ensoleillement de la journée, la centrale pouvait également fournir une utilisation pendant la nuit, ce qui permet de lisser les fluctuations de tension et de maintenir la stabilité du réseau.
L’énergie solaire joue également un rôle dans la réponse en fréquence, l’un des outils d’équilibrage que l’ESO utilise pour maintenir le système électrique en équilibre.
Lors d’un essai récent, un contrat a été conclu avec des utilisateurs domestiques, leur permettant d’être rémunérés pour exporter leur excédent d’énergie vers le réseau et de contribuer à équilibrer l’offre et la demande grâce à une énergie plus propre et décentralisée.