Le processus de transformation de la lumière solaire en chaleur et en électricité
Le soleil, l’étoile la plus proche de la Terre, ne fait pas que nous procurer de la lumière. C’est également la principale source d’énergie renouvelable à la disposition de l’humanité. A une époque où la transition écologique occupe une place de plus en plus prépondérante, il est nécessaire de parler du processus pour la production de l’énergie solaire. Dans ce dossier, nous parlerons de la production de la chaleur grâce au solaire, avant d’aborder celle de l’électricité.
La production de la chaleur à partir de l’énergie solaire
L’exploitation de la lumière solaire permet de réchauffer les logements, de produire de l’eau chaude ou encore d’atteindre des températures élevées avec des fours conçus pour :
Le chauffage passif
Ici, le but est de réchauffer le logement. Pour ce faire, les pièces tournées vers le sud sont équipées de vitrages, lesquels laissent les rayons solaires pénétrer à l’intérieur de la maison. Mais pour que cette technique fonctionne, l’habitation doit être en phase avec le contexte climatique de la région et avoir des parois parfaitement isolées.
La production d’eau chaude
Un liquide circule à l’intérieur d’un long tuyau. L’énergie solaire est transformée à basse température en chaleur. On dispose ensuite le tuyau sur le panneau solaire thermique afin d’accumuler cette chaleur, laquelle va chauffer par la suite l’eau emmagasinée dans un ballon prévu à cet effet. Il faut tout de même que la zone soit bien ensoleillée et s’assurer que le panneau soit tourné vers la bonne direction. Notez au passage que le chauffe-eau solaire est au point mort la nuit.
Le fonctionnement des fours solaires
Cela repose essentiellement sur l’accumulation de l’énergie solaire à l’aide de miroirs et de paraboles. Cette technique permet d’atteindre des centaines voire des milliers de degrés. La technologie à concentration, assez méconnue en France, est très utilisée dans des régions à fort ensoleillement, notamment en Afrique.
La transformation de l’énergie solaire en électricité
On peut produire de l’électricité soit avec des modules solaires photovoltaïques, soit avec des centrales solaires.
Le fonctionnement des modules solaires photovoltaïques
L’électricité est créée par le déplacement des électrons libres. Les panneaux solaires sont conçus pour stimuler davantage la mobilité de ces électrons. Ils sont composés pour la plupart de cellules photovoltaïques en silicium.
On sait que la lumière solaire est composée de photons. Ces derniers apportent leur énergie aux atomes du silicium, créant ainsi des charges électriques.
La production de l’électricité avec des centrales solaires
Les centrales solaires thermodynamiques fonctionnent par accumulation de l’énergie solaire à l’aide de miroirs et paraboles. Ce processus permet d’atteindre des températures élevées : la condition idéale pour produire la vapeur d’eau nécessaire pour de faire fonctionner des turbines.
Les centrales solaires photovoltaïques, quant à elles, sont un assemblage de plusieurs modules solaires photovoltaïques. Connectés sur des onduleurs, les panneaux sont raccordés en série ou bien en parallèle. C’est au fond la même technique de production que pour les panneaux photovoltaïques dont les logements sont équipés, mais à une plus grande échelle.