Énergie solaire

L’énergie solaire est la lumière rayonnante et la chaleur du soleil qui sont exploitées à l’aide d’une gamme de technologies telles que l’énergie solaire pour produire de l’électricité, l’énergie solaire thermique, y compris le Chauffage solaire de l’eau , et l’architecture solaire . ^{[1] [2]}

La source de l’énergie solaire : le Soleil

Il s’agit d’une source essentielle d’ énergie renouvelable , et ses technologies sont généralement qualifiées de Solaire passif ou solaire actif selon la manière dont elles capturent et distribuent l’énergie solaire ou la convertissent en énergie solaire. Les techniques solaires actives comprennent l’utilisation de systèmes photovoltaïques , l’énergie solaire concentrée et le Chauffage solaire de l’eau pour exploiter l’énergie. Les techniques solaires passives comprennent l’orientation d’un bâtiment vers le soleil, la sélection de matériaux ayant une masse thermique ou des propriétés de dispersion de la lumière favorables et la conception d’espaces qui font naturellement circuler l’air .

La grande ampleur de l’énergie solaire disponible en fait une source d’électricité très attrayante. L’énergie solaire est moins chère que les combustibles fossiles depuis 2021. ^{[3] [4]}

En 2011, l’ Agence internationale de l’énergie a déclaré que “le développement de technologies d’énergie solaire abordables, inépuisables et propres aura d’énormes avantages à long terme. Il augmentera la sécurité énergétique des pays en s’appuyant sur une ressource indigène, inépuisable et principalement indépendante des importations “. , améliorer la durabilité , réduire la pollution , réduire les coûts d’ atténuation du réchauffement climatique …. Ces avantages sont mondiaux.”. ^[1]

Potentiel

Environ la moitié de l’énergie solaire entrante atteint la surface de la Terre. Ensoleillement moyen . La surface théorique des petits points noirs est suffisante pour répondre aux besoins énergétiques mondiaux de 18 TW avec de l’énergie solaire.

La Terre reçoit 174 pétawatts (PW) de rayonnement solaire entrant ( Insolation ) dans la haute atmosphère . ^[5] Environ 30 % sont réfléchis vers l’espace tandis que le reste est absorbé par les nuages, les océans et les masses terrestres. Le spectre de la lumière solaire à la surface de la Terre est principalement réparti dans les gammes visible et Proche infrarouge avec une petite partie dans le Proche ultraviolet . ^[6] La plupart de la population mondiale vit dans des zones avec des niveaux d’Insolation de 150 à 300 watts/m ² ou 3,5 à 7,0 kWh /m ² par jour. ^[7]

Le rayonnement solaire est absorbé par la surface terrestre de la Terre, les océans – qui couvrent environ 71 % du globe – et l’atmosphère. L’air chaud contenant l’eau évaporée des océans monte, provoquant une circulation atmosphérique ou une convection . Lorsque l’air atteint une altitude élevée, où la température est basse, la vapeur d’eau se condense en nuages, qui pleuvent sur la surface de la Terre, complétant le cycle de l’eau . La chaleur latente de la condensation de l’eau amplifie la convection, produisant des phénomènes atmosphériques tels que le vent, les cyclones et les anticyclones . ^[8] La lumière solaire absorbée par les océans et les masses terrestres maintient la surface à une température moyenne de 14 °C. ^[9] Parphotosynthèse , les plantes vertes convertissent l’énergie solaire en énergie stockée chimiquement, qui produit de la nourriture, du bois et la biomasse à partir de laquelle les combustibles fossiles sont dérivés. ^[dix]

L’énergie solaire totale absorbée par l’atmosphère terrestre, les océans et les masses continentales est d’environ 3 850 000 exajoules (EJ) par an. ^[11] En 2002, c’était plus d’énergie en une heure que le monde utilisé en un an. ^{[12] [13]} La photosynthèse capture environ 3 000 EJ par an dans la biomasse. ^[14]

Flux solaires annuels & consommation humaine 1
Solaire	3 850 000	[11]
Vent	2 250	[15]
Potentiel biomasse	~200	[16]
Consommation d’énergie primaire 2	539	[17]
Électricité 2	~67	[18]
1 Énergie donnée en Exajoule (EJ) = 10 18 J = 278 TWh 2 Consommation à partir de l’année 2010

L’énergie solaire potentielle qui pourrait être utilisée par les humains diffère de la quantité d’énergie solaire présente près de la surface de la planète parce que des facteurs tels que la géographie, les variations temporelles, la couverture nuageuse et les terres disponibles pour les humains limitent la quantité d’énergie solaire que nous peut acquérir. En 2021, Carbon Tracker Initiative a estimé que la superficie terrestre nécessaire pour produire toute notre énergie à partir du solaire seul était de 450 000 km ² – soit à peu près la même que la superficie de la Suède , ou la région du Maroc , ou la région de la Californie (0,3 % de la superficie terrestre totale de la Terre). ^[19]

La géographie affecte le potentiel d’énergie solaire parce que les zones plus proches de l’ équateur ont une plus grande quantité de rayonnement solaire. Cependant, l’utilisation du photovoltaïque qui peut suivre la position du Soleil peut augmenter considérablement le potentiel d’énergie solaire dans les zones plus éloignées de l’équateur. ^[20] La variation du temps affecte le potentiel de l’énergie solaire car pendant la nuit, il y a peu de rayonnement solaire à la surface de la Terre que les Panneaux solaires peuvent absorber. Cela limite la quantité d’énergie que les Panneaux solaires peuvent absorber en une journée. La couverture nuageuse peut affecter le potentiel des Panneaux solaires car les nuages ​​bloquent la lumière entrante du Soleil et réduisent la lumière disponible pour les cellules solaires.

En outre, la disponibilité des terrains a un effet important sur l’énergie solaire disponible, car les Panneaux solaires ne peuvent être installés que sur des terrains autrement inutilisés et adaptés aux Panneaux solaires. Les toits sont un endroit approprié pour les cellules solaires, car de nombreuses personnes ont découvert qu’elles pouvaient ainsi collecter l’énergie directement de leur maison. D’autres zones qui conviennent aux cellules solaires sont les terres qui ne sont pas utilisées pour les entreprises où des centrales solaires peuvent être établies. ^[20]

Les technologies solaires sont caractérisées comme passives ou actives selon la manière dont elles captent, convertissent et distribuent la lumière solaire et permettent d’exploiter l’énergie solaire à différents niveaux dans le monde, principalement en fonction de la distance à l’équateur. Bien que l’énergie solaire se réfère principalement à l’utilisation du rayonnement solaire à des fins pratiques, toutes les énergies renouvelables, autres que l’ énergie géothermique et l’énergie marémotrice , tirent leur énergie directement ou indirectement du Soleil.

Les techniques solaires actives utilisent le photovoltaïque, l’énergie solaire concentrée , les capteurs solaires thermiques , les pompes et les ventilateurs pour convertir la lumière du soleil en sorties utiles. Les techniques solaires passives comprennent la sélection de matériaux aux propriétés thermiques favorables, la conception d’espaces qui font naturellement circuler l’air et le référencement de la position d’un bâtiment par rapport au soleil. Les technologies solaires actives augmentent l’approvisionnement en énergie et sont considérées comme des technologies du Côté de l’offre , tandis que les technologies solaires passives réduisent le besoin de ressources alternatives et sont généralement considérées comme des technologies du côté de la demande. ^[21]

En 2000, le Programme des Nations Unies pour le développement , le Département des affaires économiques et sociales des Nations Unies et le Conseil mondial de l’énergie ont publié une estimation de l’énergie solaire potentielle pouvant être utilisée par l’homme chaque année, tenant compte de facteurs tels que l’Insolation, la couverture nuageuse et la la terre qui est utilisable par les humains. L’estimation a révélé que l’énergie solaire a un potentiel global de 1 600 à 49 800 exajoules (4,4 × 10 ¹⁴ à 1,4 × 10 ¹⁶ kWh) par an (voir tableau ci-dessous) . ^[20]

Potentiel solaire annuel par région (Exajoules) ^[20]

Région	Amérique du Nord	Amérique latine et Caraïbes	Europe de l’Ouest	Europe centrale et orientale	Ex-Union soviétique	Moyen-Orient et Afrique du Nord	Afrique sub-saharienne	Asie Pacifique	Asie du sud	Asie centralement planifiée	Pacifique OCDE
Le minimum	181.1	112.6	25.1	4.5	199.3	412.4	371,9	41,0	38,8	115,5	72,6
Maximum	7 410	3 385	914	154	8 655	11 060	9 528	994	1 339	4 135	2 263
Noter: Le potentiel annuel mondial total d’énergie solaire s’élève à 1 575 EJ (minimum) à 49 837 EJ (maximum) Les données reflètent des hypothèses sur l’éclairement annuel du ciel clair, la clairance annuelle moyenne du ciel et la superficie terrestre disponible. Tous les chiffres sont exprimés en exajoules. Relation quantitative entre le potentiel solaire global et la consommation mondiale d’énergie primaire : Ratio consommation potentielle vs consommation actuelle (402 EJ) à l’année : 3,9 (minimum) à 124 (maximum) Rapport entre la consommation potentielle et la consommation projetée d’ici 2050 (590–1 050 EJ) : 1,5–2,7 (minimum) à 47–84 (maximum) Rapport entre la consommation potentielle et la consommation projetée d’ici 2100 (880–1 900 EJ) : 0,8–1,8 (minimum) à 26–57 (maximum) Source : Programme des Nations Unies pour le développement – ​​Évaluation énergétique mondiale (2000) [20]

L’énérgie thermique

Les technologies solaires thermiques peuvent être utilisées pour le chauffage de l’eau, le chauffage des locaux, le refroidissement des locaux et la production de chaleur industrielle. ^[22]

Adaptation commerciale précoce

En 1878, à l’Exposition universelle de Paris, Augustin Mouchot a démontré avec succès une machine à vapeur solaire, mais n’a pas pu poursuivre le développement en raison du charbon bon marché et d’autres facteurs.

1917 Dessin de brevet du capteur solaire de Shuman

En 1897, Frank Shuman , un inventeur américain, ingénieur et pionnier de l’énergie solaire, a construit un petit moteur solaire de démonstration qui fonctionnait en réfléchissant l’énergie solaire sur des boîtes carrées remplies d’éther, qui a un point d’ébullition inférieur à celui de l’eau et qui étaient équipées à l’intérieur de tuyaux noirs qui alimentait à son tour une machine à vapeur. En 1908, Shuman a formé la Sun Power Company avec l’intention de construire de plus grandes centrales solaires. Lui, avec son conseiller technique ASE Ackermann et le physicien britannique Sir Charles Vernon Boys , ^{[ la citation nécessaire ]}a développé un système amélioré utilisant des miroirs pour refléter l’énergie solaire sur les boîtes de collecte, augmentant la capacité de chauffage dans la mesure où l’eau pouvait désormais être utilisée à la place de l’éther. Shuman a ensuite construit une machine à vapeur à grande échelle alimentée par de l’eau à basse pression, ce qui lui a permis de breveter l’ensemble du système de moteur solaire en 1912.

Shuman a construit la première centrale solaire thermique au monde à Maadi , en Égypte , entre 1912 et 1913. Son usine utilisait des auges paraboliques pour alimenter un moteur de 45 à 52 kilowatts (60 à 70 ch ) qui pompait plus de 22 000 litres (4 800 gal imp; 5 800 US gal) d’eau par minute du Nil aux champs de coton adjacents. Bien que le déclenchement de la Première Guerre mondiale et la découverte de pétrole bon marché dans les années 1930 aient découragé les progrès de l’énergie solaire, la vision et la conception de base de Shuman ont été ressuscitées dans les années 1970 avec une nouvelle vague d’intérêt pour l’énergie solaire thermique. ^[23]En 1916, Shuman a été cité dans les médias prônant l’utilisation de l’énergie solaire, disant :

Nous avons prouvé le profit commercial de l’énergie solaire sous les tropiques et avons plus particulièrement prouvé qu’après l’épuisement de nos réserves de pétrole et de charbon, la race humaine peut recevoir une énergie illimitée des rayons du Soleil.

– Frank Shuman, New York Times, 2 juillet 1916 ^[24]

Chauffage à l’eau

Des chauffe-eau solaires face au soleil pour maximiser le gain

Les chauffe-eau solaires utilisent la lumière du soleil pour chauffer l’eau. Aux latitudes géographiques moyennes (entre 40 degrés nord et 40 degrés sud), 60 à 70% de la consommation d’eau chaude sanitaire, avec des températures d’eau allant jusqu’à 60 ° C (140 ° F), peuvent être fournies par des systèmes de Chauffage solaire. ^[25] Les types les plus courants de chauffe-eau solaires sont les capteurs à tubes sous vide (44 %) et les capteurs plats vitrés (34 %) généralement utilisés pour l’eau chaude sanitaire ; et les collecteurs plastiques non vitrés (21%) utilisés principalement pour le chauffage des piscines. ^[26]

En 2015, la capacité totale installée des chauffe-eau solaires était d’environ 436 gigawatts thermiques (GW _th ), et la Chine est le leader mondial de leur déploiement avec 309 GW _th installés, occupant 71 % du marché. ^[27] Israël et Chypre sont les leaders par habitant dans l’utilisation des chauffe-eau solaires avec plus de 90 % des foyers qui les utilisent. ^[28] Aux États-Unis, au Canada et en Australie, le chauffage des piscines est l’application dominante de l’Eau chaude solaire avec une capacité installée de 18 GWth _en 2005. ^[21]

Chauffage, refroidissement et ventilation

Aux États-Unis, les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) représentent 30 % (4,65 EJ/an) de l’énergie utilisée dans les bâtiments commerciaux et près de 50 % (10,1 EJ/an) de l’énergie utilisée dans les bâtiments résidentiels. ^{[29] [30]} Les technologies solaires de chauffage, de refroidissement et de ventilation peuvent être utilisées pour compenser une partie de cette énergie. L’utilisation de l’énergie solaire pour le chauffage peut être grossièrement divisée en concepts solaires passifs et concepts solaires actifs , selon que des éléments actifs tels que le suivi du soleil et l’optique du concentrateur solaire sont utilisés.

La Solar House #1 du MIT , construite en 1939 aux États-Unis, utilisait le stockage d’énergie thermique saisonnier pour le chauffage toute l’année.

La masse thermique est tout matériau qui peut être utilisé pour stocker la chaleur – la chaleur du soleil dans le cas de l’énergie solaire. Les matériaux de masse thermique courants comprennent la pierre, le ciment et l’eau. Historiquement, ils ont été utilisés dans les climats arides ou les régions tempérées chaudes pour refroidir les bâtiments en absorbant l’énergie solaire pendant la journée et en rayonnant la chaleur stockée dans l’atmosphère plus fraîche la nuit. Cependant, ils peuvent également être utilisés dans les zones tempérées froides pour maintenir la chaleur. La taille et l’emplacement de la masse thermique dépendent de plusieurs facteurs tels que le climat, l’éclairage naturel et les conditions d’ombrage. Lorsqu’elle est dûment incorporée, la masse thermique maintient les températures de l’espace dans une plage confortable et réduit le besoin d’équipements de chauffage et de refroidissement auxiliaires. ^[31]

Une cheminée solaire (ou cheminée thermique, dans ce contexte) est un système de ventilation Solaire passif composé d’un conduit vertical reliant l’intérieur et l’extérieur d’un bâtiment. Au fur et à mesure que la cheminée se réchauffe, l’air à l’intérieur est chauffé, provoquant un courant ascendant qui aspire l’air à travers le bâtiment. Les performances peuvent être améliorées en utilisant des vitrages et des matériaux de masse thermique ^[32] d’une manière qui imite les serres.

Les arbres et les plantes à feuilles caduques ont été promus comme moyen de contrôler le chauffage et le refroidissement solaires. Lorsqu’elles sont plantées du côté sud d’un bâtiment dans l’hémisphère nord ou du côté nord dans l’hémisphère sud, leurs feuilles fournissent de l’ombre pendant l’été, tandis que les branches nues laissent passer la lumière pendant l’hiver. ^[33] Étant donné que les arbres nus et sans feuilles ombragent 1/3 à 1/2 du rayonnement solaire incident, il existe un équilibre entre les avantages de l’ombrage en été et la perte correspondante de chauffage en hiver. ^[34]Dans les climats où les charges de chauffage sont importantes, les arbres à feuilles caduques ne doivent pas être plantés du côté d’un bâtiment faisant face à l’équateur, car ils interféreront avec la disponibilité solaire hivernale. Ils peuvent cependant être utilisés sur les côtés est et ouest pour fournir un degré d’ombrage en été sans affecter sensiblement le gain solaire en hiver . ^[35]

Cuisson

Plat parabolique produit de la vapeur pour la cuisson, à Auroville , Inde

Les cuiseurs solaires utilisent la lumière du soleil pour la cuisson, le séchage et la pasteurisation . Ils peuvent être regroupés en trois grandes catégories : les cuiseurs à caisson, les cuiseurs à panneaux et les cuiseurs à réflecteur. ^[36] Le cuiseur solaire le plus simple est le cuiseur à caisson construit pour la première fois par Horace de Saussure en 1767. ^[37] Un cuiseur à caisson de base consiste en un récipient isolé avec un couvercle transparent. Il peut être utilisé efficacement avec un ciel partiellement couvert et atteindra généralement des températures de 90 à 150 ° C (194 à 302 ° F). ^[38]Les cuiseurs à panneaux utilisent un panneau réfléchissant pour diriger la lumière du soleil sur un récipient isolé et atteindre des températures comparables aux cuiseurs à caisson. Les cuiseurs à réflecteur utilisent diverses géométries de concentration (plat, auge, miroirs de Fresnel) pour concentrer la lumière sur un récipient de cuisson. Ces cuisinières atteignent des températures de 315 ° C (599 ° F) et plus, mais nécessitent une lumière directe pour fonctionner correctement et doivent être repositionnées pour suivre le soleil. ^[39]

Chaleur de processus

Les technologies de concentration solaire telles que la parabole, l’auge et les réflecteurs Scheffler peuvent fournir de la chaleur de procédé pour les applications commerciales et industrielles. Le premier système commercial était le Solar Total Energy Project (STEP) à Shenandoah, en Géorgie, aux États-Unis, où un champ de 114 antennes paraboliques fournissait 50% des besoins en chauffage, climatisation et électricité d’une usine de vêtements. Ce système de cogénération connecté au réseau fournissait 400 kW d’électricité plus de l’énergie thermique sous la forme de 401 kW de vapeur et de 468 kW d’eau réfrigérée, et disposait d’un stockage thermique de charge de pointe d’une heure. ^[40] Les bassins d’évaporation sont des bassins peu profonds qui concentrent les solides dissous par évaporation. L’utilisation de bassins d’évaporation pour extraire le sel de l’eau de mer est l’une des plus anciennes applications de l’énergie solaire. Les utilisations modernes comprennent la concentration des solutions de saumure utilisées dans l’extraction par lixiviation et l’élimination des solides dissous des flux de déchets. ^[41]

Les cordes à linge , les étendoirs et les portants à vêtements sèchent les vêtements par évaporation par le vent et la lumière du soleil sans consommer d’électricité ni de gaz. Dans certains États des États-Unis, la législation protège le “droit de sécher” les vêtements. ^[42] Les collecteurs transpirés non vitrés (UTC) sont des parois perforées tournées vers le soleil utilisées pour le préchauffage de l’air de ventilation. Les UTC peuvent augmenter la température de l’air entrant jusqu’à 22 ° C (40 ° F) et fournir des températures de sortie de 45 à 60 ° C (113 à 140 ° F). ^[43] La courte période de récupération des collecteurs transpirés (3 à 12 ans) en fait une alternative plus rentable que les systèmes de collecte vitrés. ^[43]En 2003, plus de 80 systèmes avec une surface de collecte combinée de 35 000 mètres carrés (380 000 pieds carrés) avaient été installés dans le monde, y compris un collecteur de 860 m ² (9 300 pieds carrés) au Costa Rica utilisé pour le séchage des grains de café et un collecteur de 1 300 m ² (14 000 pieds carrés) collecteur à Coimbatore , en Inde, utilisé pour le séchage des soucis. ^{[44] [ nécessite une mise à jour ]}

Traitement de l’eau

Désinfection solaire de l’eau en Indonésie

La distillation solaire peut être utilisée pour rendre potable de l’eau salée ou saumâtre . Le premier exemple enregistré de cela a été par des alchimistes arabes du XVIe siècle. ^[45] Un projet de distillation solaire à grande échelle a été construit pour la première fois en 1872 dans la ville minière chilienne de Las Salinas. ^[46] L’usine, qui avait une zone de collecte solaire de 4 700 m ² (51 000 pieds carrés), pouvait produire jusqu’à 22 700 L (5 000 gal imp; 6 000 gal US) par jour et fonctionner pendant 40 ans. ^[46] Alambic individuelles conceptions comprennent une pente simple, une pente double (ou de type serre), une absorption verticale, conique, inversée, multi-mèches et à effets multiples. Ces alambics peuvent fonctionner en mode passif, actif ou hybride. Les alambics à double pente sont les plus économiques pour les applications domestiques décentralisées, tandis que les unités actives à effets multiples conviennent mieux aux applications à grande échelle. ^[45]

La désinfection solaire de l’eau (SODIS) consiste à exposer des bouteilles en polyéthylène téréphtalate (PET) remplies d’eau à la lumière du soleil pendant plusieurs heures. ^[47] Les temps d’exposition varient en fonction du temps et du climat d’un minimum de six heures à deux jours dans des conditions entièrement couvertes. ^[48] ​​Il est recommandé par l’ Organisation mondiale de la santé comme une méthode viable pour le traitement de l’eau domestique et son stockage en toute sécurité. ^[49] Plus de deux millions de personnes dans les pays en développement utilisent cette méthode pour leur eau potable quotidienne. ^[48]

L’énergie solaire peut être utilisée dans un bassin de stabilisation de l’eau pour traiter les eaux usées sans produits chimiques ni électricité. Un autre avantage environnemental est que les algues poussent dans ces étangs et consomment du dioxyde de carbone lors de la photosynthèse, bien que les algues puissent produire des produits chimiques toxiques qui rendent l’eau inutilisable. ^{[50] [51]}

Technologie du sel fondu

Le sel fondu peut être utilisé comme méthode de stockage d’énergie thermique pour retenir l’énergie thermique collectée par une tour solaire ou un bac solaire d’une centrale solaire à concentration afin qu’elle puisse être utilisée pour produire de l’électricité par mauvais temps ou la nuit. Cela a été démontré dans le projet Solar Two de 1995 à 1999. Le système devrait avoir une efficacité annuelle de 99%, une référence à l’énergie conservée en stockant la chaleur avant de la transformer en électricité, par rapport à la conversion directe de la chaleur en électricité. ^{[52] [53] [54]} Les mélanges de sels fondus varient. Le mélange le plus étendu contient du nitrate de sodium , du nitrate de potassiumet nitrate de calcium . Ininflammable et non toxique, il a déjà été utilisé dans l’industrie chimique et métallurgique comme fluide caloporteur. Par conséquent, l’expérience avec de tels systèmes existe dans des applications non solaires.

Le sel fond à 131 ° C (268 ° F). Il est maintenu liquide à 288 ° C (550 ° F) dans un réservoir de stockage «froid» isolé. Le sel liquide est pompé à travers des panneaux dans un capteur solaire où l’irradiance focalisée le chauffe à 566 ° C (1051 ° F). Il est ensuite envoyé dans un réservoir de stockage chaud. Celui-ci est si bien isolé que l’énergie thermique peut être utilement stockée jusqu’à une semaine. ^[55]

Lorsque l’électricité est nécessaire, le sel chaud est pompé vers un générateur de vapeur conventionnel pour produire de la vapeur surchauffée pour une turbine/générateur telle qu’utilisée dans n’importe quelle centrale conventionnelle au charbon, au pétrole ou nucléaire. Une turbine de 100 mégawatts aurait besoin d’un réservoir d’environ 9,1 mètres (30 pieds) de haut et 24 mètres (79 pieds) de diamètre pour l’entraîner pendant quatre heures selon cette conception.

Plusieurs centrales électriques paraboliques en Espagne ^[56] et le développeur de tours solaires SolarReserve utilisent ce concept de stockage d’énergie thermique. La centrale électrique de Solana aux États-Unis dispose de six heures de stockage par sel fondu. La centrale de María Elena ^[57] est un complexe thermo-solaire de 400 MW dans la région nord du Chili d’ Antofagasta utilisant la technologie du sel fondu.

La production d’électricité

Ces paragraphes sont extraits de Solar power . [ modifier ]

L’énergie solaire est la conversion de l’énergie renouvelable de la lumière du soleil en électricité , soit directement en utilisant le photovoltaïque (PV), indirectement en utilisant l’énergie solaire concentrée , ou une combinaison. Les cellules photovoltaïques convertissent la lumière en courant électrique grâce à l’ effet photovoltaïque . ^[58] Les systèmes d’énergie solaire concentrée utilisent des lentilles ou des miroirs et des systèmes de suivi solaire pour concentrer une grande surface de lumière solaire sur un point chaud, souvent pour entraîner une turbine à vapeur .

Le photovoltaïque était initialement utilisé uniquement comme source d’ électricité pour les applications de petite et moyenne taille, du calculateur alimenté par une seule cellule solaire aux maisons isolées alimentées par un système photovoltaïque hors réseau sur le toit. Les centrales solaires à concentration commerciales ont été développées pour la première fois dans les années 1980. Depuis lors, à mesure que le coût de l’électricité solaire a baissé, les systèmes solaires photovoltaïques connectés au réseau ont connu une croissance plus ou moins exponentielle . Des millions d’installations et de centrales photovoltaïques à l’ échelle du Gigawatt ont été et sont en cours de construction. Le solaire photovoltaïque est rapidement devenu une technologie peu coûteuse et à faible émission de carbone .

Le solaire génère 4 % de l’électricité mondiale, contre 1 % en 2015 lors de la signature de l’ Accord de Paris pour limiter le changement climatique . ^[59] Avec l’éolien terrestre , le coût actualisé de l’électricité le moins cher est l’énergie solaire à grande échelle . ^[60] L’énergie solaire en Chine représente plus de 30 % de la production. ^[59] L’ Agence internationale de l’énergie a déclaré en 2021 que, selon son scénario “Net Zero d’ici 2050”, l’énergie solaire contribuerait à environ 20 % de la consommation mondiale d’énergie, et l’énergie solaire serait la plus grande source d’électricité au monde. ^[61]

Photovoltaïque

Cette section est un extrait de Photovoltaïque . [ modifier ] The Solar Settlement , un projet de communauté de logement durable à Fribourg , en Allemagne. L’ombrière photovoltaïque SUDI est une station autonome et mobile en France qui alimente en énergie les voitures électriques grâce à l’énergie solaire. Des Panneaux solaires sur la Station spatiale internationale

Le photovoltaïque (PV) est la conversion de la lumière en électricité à l’ aide de matériaux semi-conducteurs qui présentent l’ effet photovoltaïque , un phénomène étudié en physique , en photochimie et en électrochimie . L’effet photovoltaïque est commercialement utilisé pour la production d’électricité et comme photocapteurs . Le système d’alimentation est contrôlé à l’aide de l’électronique de puissance .

Un système photovoltaïque utilise des modules solaires , comprenant chacun un certain nombre de cellules solaires , qui génèrent de l’énergie électrique. Les installations photovoltaïques peuvent être montées au sol, sur le toit, murales ou flottantes. La monture peut être fixe ou utiliser un suiveur solaire pour suivre le soleil dans le ciel.

Certains espèrent que la technologie photovoltaïque produira suffisamment d’énergie durable et abordable pour aider à atténuer le réchauffement climatique causé par le CO ₂ . Le solaire photovoltaïque présente des avantages spécifiques en tant que source d’énergie : une fois installé, son fonctionnement ne génère aucune pollution et aucune émission de gaz à effet de serre , il présente une évolutivité simple en ce qui concerne les besoins en énergie et le silicium a une grande disponibilité dans la croûte terrestre, bien que d’autres matériaux soient nécessaires dans le système photovoltaïque. fabrication comme l’argent finira par limiter la croissance de la technologie. Les autres contraintes majeures identifiées sont la concurrence pour l’utilisation des terres et le manque de main-d’œuvre pour faire les demandes de financement. ^[62] L’utilisation du PV comme source principale nécessite un stockage d’énergieou la distribution mondiale par lignes électriques à courant continu à haute tension entraînant des coûts supplémentaires, et présente également un certain nombre d’autres inconvénients spécifiques tels que la production d’électricité instable et l’obligation pour les compagnies d’électricité de compenser une trop grande quantité d’énergie solaire dans le mix d’approvisionnement en ayant plus des alimentations électriques conventionnelles fiables afin de réguler les pics de consommation et les éventuels sous-approvisionnements. La production et l’installation causent de la pollution et des émissions de gaz à effet de serre et il n’existe pas de systèmes viables pour recycler les panneaux une fois qu’ils sont en fin de vie après 10 à 30 ans.

Les systèmes photovoltaïques sont utilisés depuis longtemps dans des applications spécialisées en tant qu’installations autonomes et les systèmes photovoltaïques connectés au réseau sont utilisés depuis les années 1990. ^[63] Les modules photovoltaïques ont été produits en série pour la première fois en 2000, lorsque les écologistes allemands et l’ organisation Eurosolar ont reçu un financement gouvernemental pour un programme de dix mille toits. ^[64]

La baisse des coûts a permis au PV de se développer en tant que source d’énergie. Cela a été en partie dû aux investissements massifs du gouvernement chinois dans le développement de la capacité de production solaire depuis 2000 et à la réalisation d’économies d’échelle . Une grande partie du prix de production provient du polysilicium , composant clé , et la majeure partie de l’offre mondiale est produite en Chine, en particulier au Xinjiang . Outre les subventions, les bas prix des Panneaux solaires dans les années 2010 ont été obtenus grâce au faible prix de l’énergie du charbon et aux coûts de main-d’œuvre bon marché au Xinjiang, ^[65] ainsi qu’à l’amélioration de la technologie de fabrication et de l’efficacité. ^{[66] [67]}Les progrès technologiques et l’augmentation de l’échelle de fabrication ont également augmenté l’efficacité des installations photovoltaïques. ^{[63] [68]} La facturation nette et les incitations financières, telles que les tarifs de rachat préférentiels pour l’électricité produite à l’énergie solaire, ont soutenu les installations solaires photovoltaïques dans de nombreux pays. ^[69] Les prix des panneaux ont été divisés par 4 entre 2004 et 2011. Les prix des modules ont chuté de 90 % au cours des années 2010, mais ont commencé à augmenter fortement en 2021. ^{[65] [70]}

En 2019, la capacité photovoltaïque installée dans le monde est passée à plus de 635 gigawatts (GW), couvrant environ 2 % de la demande mondiale d’électricité . ^[71] Après les énergies hydraulique et éolienne , le PV est la troisième source d’énergie renouvelable en termes de capacité mondiale. En 2019, l’ Agence internationale de l’énergie prévoyait une croissance de 700 à 880 GW de 2019 à 2024. ^[72] Dans certains cas, le PV a offert la source d’énergie électrique la moins chère dans les régions à fort potentiel solaire, avec une offre de prix aussi bas à 0,01567 USD/ kWhau Qatar en 2020. ^[73]

L’énergie solaire concentrée

Les systèmes d’énergie solaire à concentration (CSP) utilisent des lentilles ou des miroirs et des systèmes de suivi pour concentrer une grande surface de lumière solaire en un petit faisceau. La chaleur concentrée est ensuite utilisée comme source de chaleur pour une centrale électrique conventionnelle. Une large gamme de technologies de concentration existe ; les plus développés sont le bac parabolique, les collecteurs solaires à tour, le réflecteur Fresnel linéaire à concentration et la parabole Stirling. Diverses techniques sont utilisées pour suivre le Soleil et focaliser la lumière. Dans tous ces systèmes, un fluide de travail est chauffé par la lumière solaire concentrée, puis utilisé pour la production d’électricité ou le stockage d’énergie. ^[74] Les conceptions doivent tenir compte du risque de tempête de poussière , de grêle, ou un autre événement météorologique extrême qui peut endommager les fines surfaces de verre des centrales solaires. Les grilles métalliques permettraient à un pourcentage élevé de lumière solaire de pénétrer dans les miroirs et les Panneaux solaires tout en évitant la plupart des dommages.

Architecture et urbanisme

L’Université de technologie de Darmstadt , en Allemagne, a remporté le Solar Decathlon 2007 à Washington, DC avec cette maison passive conçue pour le climat subtropical humide et chaud. ^[75]

La lumière du soleil a influencé la conception des bâtiments depuis le début de l’histoire de l’architecture. ^[76] L’architecture solaire avancée et les méthodes d’urbanisme ont d’abord été employées par les Grecs et les Chinois , qui ont orienté leurs bâtiments vers le sud pour fournir lumière et chaleur. ^[77]

Les caractéristiques communes de l’architecture solaire passive sont l’orientation par rapport au Soleil, la proportion compacte (un faible rapport surface/volume), l’ombrage sélectif (surplombs) et la masse thermique . ^[76] Lorsque ces caractéristiques sont adaptées au climat et à l’environnement locaux, elles peuvent produire des espaces bien éclairés qui restent dans une plage de température confortable. La maison Megaron de Socrate est un exemple classique de conception solaire passive. ^[76] Les approches les plus récentes de la conception solaire utilisent la modélisation informatique reliant les systèmes d’éclairage , de chauffage et de ventilation solaires dans un ensemble de conception solaire intégré. ^[78] Les équipements solaires actifs tels que les pompes, les ventilateurs et les fenêtres commutables peuvent compléter la conception passive et améliorer les performances du système.

Les îlots de chaleur urbains (UHI) sont des zones métropolitaines avec des températures plus élevées que celles du milieu environnant. Les températures plus élevées résultent d’une absorption accrue de l’énergie solaire par les matériaux urbains tels que l’asphalte et le béton, qui ont des albédos inférieurs et des capacités calorifiques supérieures à celles de l’environnement naturel. Une méthode simple pour contrecarrer l’effet UHI consiste à peindre les bâtiments et les routes en blanc et à planter des arbres dans la zone. En utilisant ces méthodes, un programme hypothétique de « communautés cool » à Los Angeles a prévu que les températures urbaines pourraient être réduites d’environ 3 °C pour un coût estimé à 1 milliard de dollars américains, ce qui donnerait des avantages annuels totaux estimés à 530 millions de dollars américains grâce à la réduction de la climatisation. les coûts et les économies de soins de santé. ^[79]

Agriculture et horticulture

Des serres comme celles-ci dans la municipalité de Westland aux Pays-Bas cultivent des légumes, des fruits et des fleurs.

L’agriculture et l’ horticulture cherchent à optimiser la captation de l’énergie solaire pour optimiser la productivité des plantes. Des techniques telles que les cycles de plantation chronométrés, l’orientation adaptée des rangs, les hauteurs décalées entre les rangs et le mélange des variétés de plantes peuvent améliorer les rendements des cultures. ^{[80] [81]} Alors que la lumière du soleil est généralement considérée comme une ressource abondante, les exceptions mettent en évidence l’importance de l’énergie solaire pour l’agriculture. Pendant les courtes saisons de croissance du petit âge glaciaire , français et anglaisles agriculteurs ont utilisé des murs de fruits pour maximiser la collecte de l’énergie solaire. Ces murs agissaient comme des masses thermiques et accéléraient la maturation en gardant les plantes au chaud. Les premiers murs de fruits ont été construits perpendiculairement au sol et orientés vers le sud, mais au fil du temps, des murs en pente ont été développés pour mieux utiliser la lumière du soleil. En 1699, Nicolas Fatio de Duillier propose même d’utiliser un mécanisme de suivi qui pourrait pivoter pour suivre le Soleil. ^[82] Les applications de l’énergie solaire dans l’agriculture en dehors de la culture des cultures comprennent le pompage de l’eau, le séchage des cultures, la couvaison des poussins et le séchage du fumier de poulet. ^{[44] [83]} Plus récemment, la technologie a été adoptée par les vignerons, qui utilisent l’énergie générée par les Panneaux solaires pour alimenter les pressoirs. ^[84]

Les serres convertissent la lumière solaire en chaleur, permettant la production toute l’année et la croissance (dans des environnements clos) de cultures spécialisées et d’autres plantes qui ne sont pas naturellement adaptées au climat local. Les serres primitives ont été utilisées pour la première fois à l’époque romaine pour produire des concombres toute l’année pour l’empereur romain Tibère . ^[85] Les premières serres modernes ont été construites en Europe au XVIe siècle pour conserver des plantes exotiques ramenées d’explorations à l’étranger. ^[86] Les serres restent une partie importante de l’horticulture aujourd’hui. Des matériaux transparents en plastique ont également été utilisés pour un effet similaire dans les polytunnels et les couvertures de rangées .

Le transport

Vainqueur du World Solar Challenge 2013 en Australie Un avion électrique solaire faisant le tour du monde en 2015

Le développement d’une voiture à énergie solaire est un objectif d’ingénierie depuis les années 1980. Le World Solar Challenge est une course de voitures à énergie solaire semestrielle, où des équipes d’universités et d’entreprises s’affrontent sur 3 021 kilomètres (1 877 mi) à travers le centre de l’Australie, de Darwin à Adélaïde . En 1987, lors de sa création, la vitesse moyenne du vainqueur était de 67 kilomètres à l’heure (42 mph) et en 2007, la vitesse moyenne du vainqueur était passée à 90,87 kilomètres à l’heure (56,46 mph). ^[87] Le défi solaire nord-américain et le défi solaire sud-africain prévu sont des compétitions comparables qui reflètent un intérêt international pour l’ingénierie et le développement de véhicules à énergie solaire.^{[88] [89]}

Certains véhicules utilisent des Panneaux solaires pour l’alimentation auxiliaire, comme la climatisation, pour garder l’intérieur frais, réduisant ainsi la consommation de carburant. ^{[90] [91]}

En 1975, le premier bateau solaire pratique a été construit en Angleterre. ^[92] En 1995, des bateaux à passagers incorporant des panneaux photovoltaïques ont commencé à apparaître et sont maintenant largement utilisés. ^[93] En 1996, Kenichi Horie a effectué la première traversée à énergie solaire de l’océan Pacifique, et le catamaran Sun21 a effectué la première traversée à énergie solaire de l’océan Atlantique à l’hiver 2006–2007. ^[94] Il était prévu de faire le tour du monde en 2010. ^[95]

En 1974, l’avion sans pilote AstroFlight Sunrise a effectué le premier vol solaire. Le 29 avril 1979, le Solar Riser a effectué le premier vol dans une machine volante à énergie solaire, entièrement contrôlée et transportant un homme, atteignant une altitude de 40 pieds (12 m). En 1980, le Gossamer Penguin a effectué les premiers vols pilotés alimentés uniquement par le photovoltaïque. Cela a été rapidement suivi par le Solar Challenger qui a traversé la Manche en juillet 1981. En 1990 , Eric Scott Raymond en 21 sauts a volé de la Californie à la Caroline du Nord en utilisant l’énergie solaire. ^[96] Les développements sont ensuite revenus aux véhicules aériens sans pilote (UAV) avec le Pathfinder(1997) et les conceptions ultérieures, culminant avec l’ Helios qui a établi le record d’altitude pour un avion non propulsé par fusée à 29 524 mètres (96 864 pieds) en 2001. ^[97] Le Zephyr , développé par BAE Systems , est le dernier d’un ligne d’avions solaires record, effectuant un vol de 54 heures en 2007, et des vols d’un mois ont été envisagés d’ici 2010. ^[98] Depuis 2016, Solar Impulse , un avion électrique , fait actuellement le tour du monde. Il s’agit d’un avion monoplace alimenté par des cellules solaires et capable de décoller par ses propres moyens. La conception permet à l’avion de rester en vol pendant plusieurs jours. ^[99]

Un ballon solaire est un ballon noir rempli d’air ordinaire. Lorsque la lumière du soleil brille sur le ballon, l’air à l’intérieur est chauffé et se dilate, provoquant une force de flottabilité vers le haut, un peu comme une montgolfière chauffée artificiellement . Certains ballons solaires sont suffisamment grands pour le vol humain, mais leur utilisation est généralement limitée au marché du jouet car le rapport surface / charge utile / poids est relativement élevé. ^[100]

Production de carburant

Les Panneaux solaires à concentration gagnent en puissance. Le Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) testera un nouveau système d’énergie solaire à concentration, qui peut aider les centrales électriques au gaz naturel à réduire leur consommation de carburant jusqu’à 20 %. ^{[ nécessite une mise à jour ]}

Les processus chimiques solaires utilisent l’énergie solaire pour provoquer des réactions chimiques. Ces processus compensent l’énergie qui proviendrait autrement d’une source de combustible fossile et peuvent également convertir l’énergie solaire en combustibles stockables et transportables. Les réactions chimiques induites par le soleil peuvent être divisées en réactions thermochimiques ou photochimiques . ^[101] Divers carburants peuvent être produits par photosynthèse artificielle . ^[102] La chimie catalytique multiélectronique impliquée dans la fabrication de carburants à base de carbone (tels que le méthanol ) à partir de la réduction du dioxyde de carbone est un défi ; une alternative possible est l’hydrogènela production à partir de protons, bien que l’utilisation de l’eau comme source d’électrons (comme le font les plantes) nécessite la maîtrise de l’oxydation multiélectronique de deux molécules d’eau en oxygène moléculaire. ^[103] Certains ont envisagé de faire fonctionner des centrales à combustible solaire dans les zones métropolitaines côtières d’ici 2050 – la séparation de l’eau de mer fournissant de l’hydrogène à faire passer par les centrales électriques à pile à combustible adjacentes et le sous-produit d’eau pure allant directement dans le système d’eau municipal. ^[104]

Les technologies de production d’hydrogène constituent un domaine important de la recherche chimique solaire depuis les années 1970. Outre l’électrolyse pilotée par des cellules photovoltaïques ou photochimiques, plusieurs processus thermochimiques ont également été explorés. L’une de ces voies utilise des concentrateurs pour séparer l’eau en oxygène et en hydrogène à des températures élevées (2 300 à 2 600 ° C ou 4 200 à 4 700 ° F). ^[105] Une autre approche utilise la chaleur des concentrateurs solaires pour entraîner le reformage à la vapeur du gaz naturel, augmentant ainsi le rendement global en hydrogène par rapport aux méthodes de reformage conventionnelles. ^[106] Les cycles thermochimiques caractérisés par la décomposition et la régénération des réactifs présentent une autre voie pour la production d’hydrogène. Le procédé Solzinc en cours de développement auL’Institut Weizmann des sciences utilise un four solaire de 1 MW pour décomposer l’oxyde de zinc (ZnO) à des températures supérieures à 1 200 ° C (2 200 ° F). Cette première réaction produit du zinc pur, qui peut ensuite être mis à réagir avec de l’eau pour produire de l’hydrogène. ^[107]

Méthodes de stockage d’énergie

Stockage d’énergie thermique . L’ usine Andasol CSP utilise des réservoirs de sel fondu pour stocker l’énergie solaire.

Les systèmes à masse thermique peuvent stocker l’énergie solaire sous forme de chaleur à des températures domestiques utiles pour des durées quotidiennes ou intersaisonnières . Les systèmes de stockage thermique utilisent généralement des matériaux facilement disponibles avec des capacités thermiques spécifiques élevées telles que l’eau, la terre et la pierre. Des systèmes bien conçus peuvent réduire la demande de pointe , déplacer les heures d’utilisation vers les heures creuses et réduire les besoins globaux de chauffage et de refroidissement. ^{[108] [109]}

Les matériaux à changement de phase tels que la cire de paraffine et le sel de Glauber sont un autre moyen de stockage thermique. Ces matériaux sont peu coûteux, facilement disponibles et peuvent fournir des températures domestiques utiles (environ 64 ° C ou 147 ° F). La “Dover House” (à Dover, Massachusetts ) a été la première à utiliser un système de chauffage au sel de Glauber, en 1948. ^[110] L’énergie solaire peut également être stockée à des températures élevées en utilisant des sels fondus . Les sels sont un moyen de stockage efficace car ils sont peu coûteux, ont une capacité thermique spécifique élevée et peuvent fournir de la chaleur à des températures compatibles avec les systèmes électriques conventionnels. Le projet Solar Two a utilisé cette méthode de stockage d’énergie, lui permettant de stocker 1,44térajoules (400 000 kWh) dans son réservoir de stockage de 68 m3 avec une efficacité de stockage annuelle d’environ 99 %. ^[111]

Les systèmes photovoltaïques hors réseau utilisent traditionnellement des batteries rechargeables pour stocker l’électricité excédentaire. Avec les systèmes liés au réseau, l’électricité excédentaire peut être envoyée au réseau de transport , tandis que l’électricité du réseau standard peut être utilisée pour combler les déficits. Les programmes de facturation nette accordent aux systèmes domestiques un crédit pour toute électricité qu’ils fournissent au réseau. Ceci est géré en « ramenant » le compteur chaque fois que la maison produit plus d’électricité qu’elle n’en consomme. Si la consommation nette d’électricité est inférieure à zéro, le service public reporte alors le crédit de kilowattheure au mois suivant. ^[112]D’autres approches impliquent l’utilisation de deux compteurs, pour mesurer l’électricité consommée par rapport à l’électricité produite. Ceci est moins courant en raison du coût d’installation accru du deuxième compteur. La plupart des compteurs standard mesurent avec précision dans les deux sens, ce qui rend inutile un deuxième compteur.

L’hydroélectricité à accumulation par pompage stocke l’énergie sous forme d’eau pompée lorsque l’énergie est disponible d’un réservoir d’altitude inférieure à un réservoir d’altitude plus élevée. L’énergie est récupérée lorsque la demande est forte en libérant l’eau, la pompe devenant un générateur d’énergie hydroélectrique. ^[113]

Développement, déploiement et économie

Des participants à un atelier sur le développement durable inspectent des Panneaux solaires à l’ Institut de technologie et d’enseignement supérieur de Monterrey, à Mexico, au sommet d’un bâtiment sur le campus. Développement des coûts des modules solaires photovoltaïques par watt

Depuis la montée en flèche de l’utilisation du charbon , qui a accompagné la révolution industrielle , la consommation d’énergie est progressivement passée du bois et de la biomasse aux combustibles fossiles . Le développement précoce des technologies solaires à partir des années 1860 était motivé par l’attente que le charbon deviendrait bientôt rare. Cependant, le développement des technologies solaires a stagné au début du XXe siècle face à la disponibilité, l’économie et l’utilité croissantes du charbon et du pétrole . ^[114]

L’ embargo pétrolier de 1973 et la crise énergétique de 1979 ont entraîné une réorganisation des politiques énergétiques dans le monde. Il a apporté une attention renouvelée au développement des technologies solaires. ^{[115] [116]} Les stratégies de déploiement se sont concentrées sur des programmes incitatifs tels que le Federal Photovoltaic Utilization Program aux États-Unis et le Sunshine Program au Japon. D’autres efforts comprenaient la création d’installations de recherche aux États-Unis (SERI, maintenant NREL ), au Japon ( NEDO ) et en Allemagne ( Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE ). ^[117]

Les chauffe-eau solaires commerciaux ont commencé à apparaître aux États-Unis dans les années 1890. ^[118] Ces systèmes ont été de plus en plus utilisés jusque dans les années 1920, mais ont été progressivement remplacés par des combustibles de chauffage moins chers et plus fiables. ^[119] Comme pour le photovoltaïque, le Chauffage solaire de l’eau a suscité un regain d’attention à la suite des crises pétrolières des années 1970, mais l’intérêt a diminué dans les années 1980 en raison de la baisse des prix du pétrole. Le développement du secteur du Chauffage solaire de l’eau a progressé régulièrement tout au long des années 1990 et les taux de croissance annuels ont atteint en moyenne 20 % depuis 1999. ^[120] Bien que généralement sous-estimé, le chauffage et le refroidissement solaires de l’eau sont de loin la technologie solaire la plus largement déployée avec une capacité estimée de 154 GW en 2007. ^[120]

L’ Agence internationale de l’énergie a déclaré que l’énergie solaire peut apporter une contribution considérable à la résolution de certains des problèmes les plus urgents auxquels le monde est actuellement confronté : ^[1]

Le développement de technologies d’énergie solaire abordables, inépuisables et propres aura d’énormes avantages à long terme. Il augmentera la sécurité énergétique des pays en s’appuyant sur une ressource indigène, inépuisable et principalement indépendante des importations, améliorera la durabilité, réduira la pollution, réduira les coûts d’atténuation du changement climatique et maintiendra les prix des combustibles fossiles plus bas qu’autrement. Ces avantages sont mondiaux. Par conséquent, les coûts supplémentaires des incitations au déploiement précoce doivent être considérés comme des investissements d’apprentissage ; ils doivent être dépensés à bon escient et doivent être largement partagés. ^[1]

En 2011, un rapport de l’ Agence internationale de l’énergie a révélé que les technologies de l’énergie solaire telles que le photovoltaïque, l’Eau chaude solaire et l’énergie solaire concentrée pourraient fournir un tiers de l’énergie mondiale d’ici 2060 si les politiciens s’engageaient à limiter le changement climatique et à passer aux énergies renouvelables . L’énergie du soleil pourrait jouer un rôle clé dans la décarbonation de l’économie mondiale, parallèlement à l’amélioration de l’efficacité énergétique et à l’imposition de coûts aux émetteurs de gaz à effet de serre. “La force du solaire réside dans l’incroyable variété et flexibilité des applications, de la petite à la grande échelle”. ^[121]

Nous avons prouvé… qu’après l’épuisement de nos réserves de pétrole et de charbon, la race humaine peut recevoir une puissance illimitée des rayons du Soleil.

— Frank Shuman , The New York Times , 2 juillet 1916. ^[24]

En 2021 , Lazard a estimé le coût actualisé de l’électricité solaire à l’échelle des services publics non subventionnés dans les nouvelles constructions à moins de 37 dollars par MWh et l’électricité au charbon existante au-dessus de ce montant. ^{[122] [123]} Le rapport de 2021 indiquait également que le nouveau solaire était également moins cher que la nouvelle énergie au gaz, mais pas l’énergie au gaz généralement existante. ^[123]

Voir également

• Portail des énergies renouvelables
• Portail de l’énergie
• Portail technologique

• Héliostat
• Liste des sujets sur l’énergie solaire
• Chaleur renouvelable
• Solarisation du sol
• Servitude solaire
• Utilisation de l’énergie solaire en Afrique rurale
• Tour solaire à courant ascendant
• Satellite d’énergie solaire
• Suiveur solaire

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Lectures complémentaires

Wikimedia Commons a des médias liés à l’énergie solaire .

• Denzer, Anthony (2013). La maison solaire : une conception durable pionnière . Rizzoli. ISBN 978-0-8478-4005-2. Archivé de l’original le 26 juillet 2013.

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