L’énergie solaire : fonctionnement, avantages et inconvénients

L’énergie solaire est régulièrement citée comme étant l’une des énergies renouvelables les plus prometteuses pour un avenir décarboné. Qu’en est-il vraiment ?

Découvrez comment fonctionne réellement l’énergie solaire, ses avantages et ses inconvénients et le rôle qu’elle a à jouer dans la production d’énergie. 

Comment fonctionne l’énergie solaire ?

Comme son nom l’indique, l’énergie solaire permet de produire de l’énergie à partir des rayonnements du soleil.

Les rayonnements du soleil apportent trois types de sources pouvant être utilisées pour la production d’énergie : le photovoltaïque, le thermique, et le thermodynamique.

Production d’énergie solaire photovoltaïque

L’énergie photovoltaïque est sans doute la méthode la plus connue de production d’énergie solaire. Tout le monde a déjà vu des panneaux solaires installés sur des toits d’habitations.

Le fonctionnement des panneaux solaires photovoltaïques est assez rudimentaire : ils transforment presque directement le rayonnement du soleil en énergie électrique. 

Ces panneaux sont en effet équipés de cellules utilisant des matériaux qui libèrent des électrons lorsqu’ils sont exposés aux photons contenus dans la lumière du soleil. En se déplaçant, ces électrons produisent un courant électrique qui peut ensuite se joindre aux réseaux électriques classiques.

Production d’énergie solaire thermique

L’énergie solaire thermique est différente de l’énergie photovoltaïque. Au lieu d’utiliser les rayonnements du soleil pour produire de l’électricité directement, cette méthode cherche à capter sa chaleur pour la réutiliser soit directement soit indirectement.

Le fonctionnement d’un panneau d’énergie solaire est donc lui aussi assez simple lorsque utilisé directement : le soleil chauffe un panneau qui contient des fluides dits “caloporteurs”, c’est-à dire qui peuvent transporter la chaleur à l’endroit désiré..

Mais ces panneaux et installations peuvent aussi être plus complexes, notamment lorsqu’ils utilisent la chaleur indirectement pour produire de la vapeur d’eau. Cette vapeur pourra ensuite servir à la production d’énergie. On capte ainsi de la chaleur pour produire de l’énergie électrique qui pourra servir à de nombreux usages, y compris les plus ironiques, comme la production de froid..

Le plus souvent, surtout chez les particuliers, le solaire thermique est utilisé en direct pour alimenter les réseaux d’eau chaude, comme un chauffe-eau, ou le chauffage d’une habitation.

Production d’énergie solaire thermodynamique

Le terme de solaire thermodynamique est parfois employé, et est moins connu que ses compères photovoltaïques et thermiques. En réalité, il s’agit d’une sous-catégorie d’énergie thermique solaire.

Sa distinction principale est qu’elle utilise des miroirs pour concentrer les rayons du soleil qui viendront chauffer un fluide caloporteur qui pourra ensuite être utilisé pour produire de l’électricité. 

Ce type d’installations est plutôt destiné à des sites industriels où l’espace occupé et le stockage de fluides extrêmement chauds ne sont pas des problèmes. 

Quelles sont les différentes installations d’énergie solaire ?

Il n’existe pas qu’un seul type d’installation pour produire soi-même son énergie solaire. Voici les plus connues et les plus prometteuses.

Pour les particuliers

Les particuliers ont plusieurs moyens d’utiliser l’énergie solaire, à la fois pour produire de l’électricité, pour produire de la chaleur, ou les deux.

Les panneaux solaires photovoltaïques sont les plus connus et permettent de convertir directement l’énergie des rayons du soleil en électricité.

Les panneaux solaires thermiques permettent de capter la chaleur du soleil pour l’utiliser pour votre chauffage, votre réseau d’eau chaude, voire pour la production d’électricité.

D’autres produits fonctionnent également à l’énergie solaire et peuvent être utilisés chez vous ou en voyage pour remplacer certains produits électriques : fours solaires, lampes avec panneaux photovoltaïques ou encore chargeurs solaires.

Pour les entreprises et industriels

Les entreprises et industriels peuvent utiliser l’énergie solaire de manière similaire que les particuliers, mais à plus grande échelle : panneaux photovoltaïques, capteurs de chaleur à utiliser pour le chauffage ou l’eau chaude ou bien encore produits fonctionnant à l’énergie solaire sont ainsi possibles.

Mais les plus gros sites industriels ou les collectivités ont aussi la possibilité d’installer des centrales thermodynamiques à concentration, qui permettent de stocker de l’électricité pour les périodes sans soleil, ou bien des parcs photovoltaïques lorsque la surface disponible est importante.

Quels sont les avantages de l’énergie solaire ?

Les avantages de l’énergie solaire sont nombreux :

  • Deux types d’énergies à capter : photovoltaïque et chaleur
  • Une énergie inépuisable à l’échelle humaine (fin du soleil prévue dans plus de 5 milliards d’années !)
  • Pas de pollution dans la production directe d’énergie
  • Facile à mettre en place chez un particulier
  • Peu chère à exploiter après l’installation des équipements
  • Permet de devenir autonome en énergie de manière simple
  • Peu de nuisances visuelles, et aucune nuisance sonore

Quels sont les inconvénients de l’énergie solaire ?

Malgré tous ses avantages, l’énergie solaire est comme toutes les énergies, une affaire de compromis. Elle a donc, elle aussi, quelques inconvénients. Voici les principaux : 

  • L’énergie solaire reste dépendante… du soleil ! Pas de soleil, pas d’électricité, ni de chaleur. Il reste donc souvent indispensable d’avoir une autre source d’énergie ou de chaleur.
  • Les coûts d’installation restent élevés pour les particuliers
  • Les installations photovoltaïques ont un cycle de vie limité et un rendement décroissant avec le temps
  • Il n’est pas possible de stocker l’électricité produite par l’énergie photovoltaïque (mais celle non utilisée peut être revendue aux fournisseurs d’énergie comme Enedis)
  • L’énergie solaire thermique nécessite des ajustements dans un logis pour être conservée. 
  • A l’heure actuelle, les installations usagées ne sont pas toutes recyclées, et les nouvelles demandent elles-aussi de l’énergie (pas toujours propre) pour être produites.

Conclusion

L’énergie solaire est une énergie qui a de beaux jours devant elle. Avec les avancées technologiques qui ont lieu chaque année dans le secteur, il est probable que les innovations permettront de pallier ses défauts actuels tout en la rendant accessible au plus grand nombre.

Le solaire fera donc sans doute partie du paysage de la production d’énergie dans les années futures, surtout dans les régions où le soleil ne manque pas.