L’énergie solaire est la lumière et la chaleur rayonnantes 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 chauffe-eau solaire, et l’architecture solaire.

C’est une source essentielle d’énergie renouvelable, et ses technologies sont généralement caractérisées comme solaires passives ou solaires actives selon la façon dont elles captent 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 favorable ou des propriétés de dispersion de la lumière, et la conception d’espaces qui font circuler naturellement l’air.

La grande quantité d’énergie solaire disponible en fait une source d’électricité très attrayante. 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 superficie du Maroc, ou la superficie de la Californie (0,3 % de la superficie totale de la Terre).

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. Pour, améliorer la durabilité, réduire la pollution, réduire les coûts d’atténuation du réchauffement climatique…. Ces avantages sont mondiaux. ».

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 grâce à l’énergie solaire.

La Terre reçoit 174 pétawatts (PW) de rayonnement solaire entrant (insolation) dans la haute atmosphère. Environ 30% sont réfléchis vers l’espace tandis que le reste est absorbé par les nuages, les océans et les masses continentales. Le spectre de la lumière solaire à la surface de la Terre est principalement réparti dans les gammes visibles et proche infrarouge avec une petite partie dans le proche ultraviolet. La plupart de la population mondiale vit dans des zones avec des niveaux d’ensoleillement de 150 à 300 watts/m2, soit 3,5 à 7,0 kWh / m 2 par jour.

Le rayonnement solaire est absorbé par la surface terrestre, les océans – qui couvrent environ 71 % du globe – et l’atmosphère. L’air chaud contenant de l’eau évaporée des océans monte, provoquant la circulation atmosphérique ou la 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 ainsi 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. La lumière du soleil absorbée par les océans et les masses continentales maintient la surface à une température moyenne de 14 °C. Par photosynthèse, 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.

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. En 2002, c’était plus d’énergie en une heure que le monde utilisé en un an. La photosynthèse capture environ 3 000 EJ par an dans la biomasse. La quantité d’énergie solaire atteignant la surface de la planète est si vaste qu’en un an, elle est environ le double de ce qui ne sera jamais obtenu à partir de toutes les ressources non renouvelables de la Terre que sont le charbon, le pétrole, le gaz naturel et uranium extrait combiné.

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, car 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 pouvons acquérir.

La géographie affecte le potentiel d’énergie solaire car 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 énergétique solaire dans les zones plus éloignées de l’équateur. 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 terres a un effet important sur l’énergie solaire disponible, car les panneaux solaires ne peuvent être installés que sur des terres qui sont autrement inutilisées et adaptées aux panneaux solaires. Les toits sont un endroit approprié pour les cellules solaires, car de nombreuses personnes ont découvert qu’elles peuvent 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 des entreprises où des centrales solaires peuvent être établies.

Les technologies solaires sont caractérisées comme passives ou actives selon la manière dont elles captent, convertissent et distribuent la lumière du soleil 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 (l’énergie géothermique dépend de la chaleur de la Terre. Cette énergie permet de fabriquer de l’électricité dans les centrales géothermiques, grâce à l’eau très chaude des nappes dans le sous-sol de la Terre. La température des roches augmente en moyenne de 1 °C tous les 30 m de profondeur), et l’énergie marémotrice (l’énergie marémotrice repose sur le mouvement montant et descendant des énormes masses d’eau mobilisées par le phénomène des marées océaniques, dont l’énergie est récupérée grâce à un barrage sur un estuaire), tirent leur énergie directement ou indirectement du Soleil.

• Les techniques solaires actifs utilisent l’énergie photovoltaïque, l’énergie solaire concentrée, capteurs solaires thermiques, pompes, ventilateurs et à la lumière du soleil de conversion en produits utiles.

• Les techniques solaires passives incluent la sélection de matériaux ayant des propriétés thermiques favorables, la conception d’espaces qui font circuler l’air naturellement et le référencement de la position d’un bâtiment par rapport au soleil.

Les technologies solaires actives augmentent l’offre d’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.

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 qui pourrait être utilisée par les humains chaque année en tenant compte de facteurs tels que l’ensoleillement, la couverture nuageuse et la terre utilisable par l’homme. 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.

Une installation solaire nécessite beaucoup de professionnalismes, c’est surtout pas un travail qui peut être pris à la légère. Tous les détails comptent, une toute petite erreur peut empêcher le bon fonctionnement de l’installation. Et donc pour cette raison, nous allons juste donner quelques suggestions par rapport à comment s’assurer de ne pas avoir une installation solaire mal faite, ou même carrément qui ne fonctionne pas.

Choisir un installateur de confiance 

Il est important de souligner que le choix de votre installateur est primordial lorsque vous décidez de poser des panneaux solaires chez vous. En effet, en ne vous adressant pas à une entreprise convenable, vous prenez le risque de vous retrouver avec une installation mal réalisée ou avec un matériel de mauvaise qualité. Les conséquences peuvent être dramatiques pour votre installation, voire même pour votre habitation. Certaines anarques existent même dans le milieu du solaire : faites donc bien attention lors de votre choix. 

Vérifier l’inclinaison du toit et choisir l’orientation de votre installation

Une orientation sud pour un meilleur rendement

Il est important de vérifier l’orientation de votre toit avant de vous lancer dans un projet solaire. En effet, si celui-ci est trop mal orienté, votre production pourrait être très faible. Si vous avez la possibilité d’installer des panneaux solaires en direction du sud, c’est idéal. Le sud-est et le sud-ouest sont également corrects. En revanche, si vous n’avez pas d’autre possibilité que l’orientation nord, vous devrez certainement réfléchir à une façon différente de produire de l’énergie verte.

Ne pas hésiter à se faire accompagner

En tant que particulier, il n’est pas forcément évident de sélectionner les meilleurs équipements solaires, le meilleur type de pose, etc. Les options sont nombreuses et vous pouvez rapidement vous sentir perdus. Certains aspects des équipements sont assez techniques, et il faut être certain de ses calculs afin d’effectuer les meilleurs choix possibles.

Pour toutes ces raisons, n’hésitez pas à vous faire accompagner par un professionnel du secteur dès le début de votre projet. Celui-ci pourra analyser votre situation, et vous proposer les meilleures options. 

La solution solaire propose ce service, n’hésitez donc pas à nous contacter pour prendre un premier rendez-vous.

Le géant turc du football économise près de 400 000 € grâce à son toit solaire

Un légendaire club de football turc a trouvé un moyen de réduire ses coûts énergétiques et de gagner de l’argent grâce à l’électricité tout en passant au vert.

Le club de football de Galatasaray a précédemment établi un record du monde en mars pour la quantité de mégawatts produits par les panneaux solaires du stade, ce qui lui a valu une place dans le Guinness World Records.

Le club et la société d’énergie qui gère le système, Enerjisa, ont reçu un certificat reconnaissant l’exploit de produire 4,2 mégawatts à partir de 10 404 panneaux sur le toit du stade Ali Sami Yen Spor Kompleksi à Istanbul .

Galatasaray a l’habitude de gagner. C’est l’un des quatre plus grands clubs de football de Turquie , aux côtés de Beşiktaş, Fenerbahçe et Trabzonspor, avec environ 25 000 joueurs par match en moyenne.

Mais alors que de nombreux Européens s’inquiètent de savoir comment payer leurs factures d’énergie , le titre de stade solaire le plus puissant donne un exemple inspirant au-delà du monde sportif .

Selon le directeur du stade, Ali Çelikkıran, qui est ingénieur électricien de formation, les économies d’énergie des panneaux équivaudront à la consommation d’énergie de 2 000 maisons et réduiront 3 250 tonnes de carbone par an. En termes naturels, il estime que cela équivaut à sauver environ 200 000 arbres sur 25 ans.

Combien d’argent le stade Ali Sami Yen a-t-il économisé grâce à son toit solaire ?

Alors que le club a de l’argent à dépenser pour les joueurs, il n’a pas beaucoup d’argent à investir dans son système énergétique, donc Çelikkıran était à la recherche d’un moyen de réduire les coûts.

« Aujourd’hui, [qu’elle le veuille ou non, une grande entreprise se doit d’être écologiste car l’énergie coûte très cher ».

L’ énergie solaire produite à partir des panneaux fournit entre 63 et 65 % de la consommation d’électricité du stade, le reste provenant du fournisseur d’électricité municipal.

Alors que les prix de l’électricité ont augmenté, le prix de l’énergie solaire – que le club achète à Enerjisa – est resté le même, ce qui a permis d’économiser environ 385 000 € entre janvier et août.

C’était une grande, mais bienvenue, surprise.

Le club pensait qu’il lui faudrait quelques années pour commencer à réaliser des économies après l’ installation du système de panneaux solaires sur le stade de plus de 52 000 places.

Mais l’augmentation du prix de l’énergie, ainsi qu’un taux d’inflation officiel qui est maintenant supérieur à 80 %, ont permis au club de commencer à économiser de l’argent quelques semaines après la mise en service du système.

« Nous sommes très, très heureux », ajoute Çelikkıran.

Outre la réduction des coûts, l’énergie solaire constitue également une nouvelle source de revenus pour Galatasaray, un club sportif national très décoré qui a remporté la Coupe UEFA 2000.

Le club achète toute l’énergie produite à partir des panneaux d’Enerjisa, mais le stade n’utilisant pleinement son système d’éclairage que pendant 150 heures pendant 25 matches par an, il reçoit plus d’électricité qu’il n’en a besoin, le reste est donc vendu à la municipalité.

Çelikkiran a déclaré que le club gagnait beaucoup d’argent de cette façon, mais ne divulguerait pas combien.

Pourquoi les panneaux solaires conviennent-ils si bien au stade de Galatasaray ?

Il a fallu environ neuf ans pour que la vision de l’énergie solaire de Çelikkiran se concrétise.

Pendant ce temps, il a parlé à plusieurs entreprises et ingénieurs jusqu’à ce qu’un directeur d’Enerjisa visite le stade et convienne avec lui que les panneaux solaires étaient une option viable.

Çelikkiran dit que le toit rétractable du stade avait la bonne forme pour absorber la lumière du soleil et qu’il pouvait supporter le poids de milliers de panneaux.

Alors qu’il pensait qu’il était important que d’autres stades passent également aux énergies renouvelables , il a averti qu’une ville comme Londres pourrait ne pas recevoir suffisamment de soleil pour faire des panneaux solaires la bonne option.

Les clubs devraient également vérifier si leurs toits pouvaient supporter le poids des panneaux et certains stades , comme Barcelone , n’ont qu’un toit partiel qui pourrait ne pas avoir l’espace pour eux.

Dans neuf ans, le contrat de Galatasaray avec Enerjisa prend fin et le contrôle total reviendra au club.

Dès lors, il n’aura plus à payer personne d’autre pour l’électricité, tout en continuant à gagner de l’argent en vendant l’énergie supplémentaire que le stade n’utilise pas.

Çelikkiran dit que son engagement à trouver un moyen d’utiliser l’énergie solaire était motivé par le désir de faire du bon travail en tant que directeur du stade, mais aussi en tant qu’écologiste et père de famille qui voulait réduire les émissions de carbone .

« J’ai deux filles et il y a un avenir », dit-il. « Mais nous n’utilisons pas [bien] la Terre. »

Par  Kristina Jovanovski

À la poursuite du soleil : une ferme solaire flottante néerlandaise suit les rayons du soleil pour absorber plus d’énergie.

Une ferme solaire flottante innovante aux Pays-Bas absorbe les rayons.

Proteus, développé par la société portugaise Solaris Float, est une île circulaire de panneaux solaires qui flotte au-dessus de l’eau, générant de l’énergie renouvelable.

Le prototype de source d’alimentation peut être installé sur des lacs, des réservoirs et dans des zones côtières, résolvant potentiellement de nombreux problèmes qui affligent la technologie solaire .

Les fermes solaires flottantes sont sur la scène depuis 2008. 

Mais Proteus fait quelque chose qu’aucun de ses concurrents ne peut faire.

Ses panneaux solaires peuvent suivre méticuleusement le soleil lorsqu’il passe dans le ciel, maximisant ainsi le rendement énergétique.

Plus tôt cette année, l’élégante installation argentée a été sélectionnée comme finaliste du Prix de l’inventeur européen.

De quoi sont capables les fermes solaires flottantes ?

Nommé d’après un dieu grec de la mer qui prédit l’avenir, Proteus est une ferme solaire circulaire de 38 mètres de large, équipée de 180 panneaux double face.

Il est situé sur l’Oostvoornse Meer, un lac du sud -ouest des Pays- Bas .

Les fermes solaires conventionnelles sont souvent critiquées pour la quantité de terres qu’elles occupent.

Une étude de l’Université de Leiden aux Pays- Bas a estimé que les fermes solaires ont besoin d’environ 40 à 50 fois la superficie des centrales au charbon et de 90 à 100 fois la surface nécessaire aux fournisseurs de gaz.

Placer des panneaux solaires sur l’eau peut aider à résoudre ces problèmes d’espace, parallèlement aux préoccupations des défenseurs de l’environnement selon lesquelles la construction de parcs solaires et éoliens sur terre menace les habitats.

Quels sont les enjeux du développement des fermes solaires flottantes ?

Mais les fermes solaires flottantes se heurtent à certains obstacles.

L’environnement dans lequel ils se trouvent est crucial. Surtout s’ils sont installés sur de l’eau salée corrosive , ils doivent être plus durables que leurs homologues terrestres.

Cela peut augmenter les coûts de production et d’installation, tout en nécessitant une maintenance.

Un domaine particulièrement prometteur, selon la Banque mondiale, et l’Asie, où l’intérêt pour la technologie augmente rapidement.

Cette trajectoire de croissance semble devoir se poursuivre.

Le rapport de la Banque mondiale évalue la production potentielle d’énergie solaire flottante à 400 GW par an, même selon des hypothèses «conservatrices».

Un GW suffit pour alimenter 750 000 foyers américains, ce qui signifie que cette technologie pourrait fournir de l’énergie à des centaines de millions de personnes .

Malgré ses « défis, le solaire flottant offre des opportunités importantes pour l’expansion mondiale de la capacité d’énergie solaire », conclut la Banque mondiale dans un communiqué.

Par  Joshua Askew

 Des scientifiques suisses conçoivent des panneaux solaires transparents plus efficaces.

Des scientifiques suisses ont atteint un nouveau record d’efficacité pour les cellules solaires transparentes, ouvrant la voie à des fenêtres génératrices d’électricité qui pourraient aider à alimenter nos maisons et nos appareils.

Également connues sous le nom de cellules Grätzel, les cellules solaires à colorant (DSC) sont un type de cellule solaire à faible coût qui utilise un colorant photosensibilisé fixé à la surface d’un semi-conducteur pour convertir la lumière visible en énergie.

Les versions précédentes des DSC reposaient en grande partie sur la lumière directe du soleil, mais des scientifiques de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ont trouvé un moyen de fabriquer des photosensibilisateurs transparents – des molécules qui peuvent être activées par la lumière – qui peuvent « adsorber » la lumière sur l’ensemble de la surface lumineuse visible.

« Nos découvertes ouvrent la voie à un accès facile aux DSC hautes performances et offrent des perspectives prometteuses pour des applications comme alimentation et remplacement de batterie pour les appareils électroniques à faible consommation qui utilisent la lumière ambiante comme source d’énergie », ont écrit les auteurs de l’étude, publiée dans la revue scientifique Nature .

Panneaux solaires transparents

Les DSC sont transparents, flexibles et peuvent être fabriqués dans une large gamme de couleurs pour un coût relativement faible. Ces panneaux solaires transparents sont déjà utilisés dans les puits de lumière, les serres et les façades en verre.

En 2012, le SwissTech Convention Center est devenu la première application de la technologie DSC dans un bâtiment public.

En 2017, l’école internationale de Copenhague a inauguré son nouveau bâtiment recouvert d’environ 12 000 panneaux solaires bleus mais transparents qui utilisent la même technologie DSC. 

Ils fournissent environ 300 mégawattheures (MWh) d’électricité par an, répondant à plus de la moitié des besoins énergétiques annuels de l’école.

Technologie solaire transparente avec 30 % d’efficacité

Mais malgré le fait que les fenêtres génératrices d’énergie soient sur le marché depuis plusieurs années, une plainte récurrente était leur capacité limitée à générer de l’électricité par rapport aux cellules solaires traditionnelles.

La nouvelle percée de l’équipe de l’EPFL pourrait bientôt aider à surmonter cet obstacle.

Grâce à une nouvelle conception de molécules, ils ont augmenté l’efficacité de conversion de puissance des DSC – en d’autres termes, la part de l’énergie solaire qui les éclaire et qui est convertie en électricité utilisable – allant au-delà de 15 % en plein soleil et jusqu’à 30 % dans des conditions de lumière ambiante.

À titre de référence, les panneaux solaires commerciaux ont actuellement une efficacité moyenne d’environ 20 %.

Les DSC de nouvelle génération ont également démontré une « stabilité opérationnelle à long terme » d’au moins 500 heures.

Les matériaux qui convertissent la lumière du soleil en énergie électrique ont un énorme potentiel pour répondre aux besoins croissants de la planète en technologies d’énergie renouvelable rentables. 

Les fenêtres en verre ont un potentiel particulièrement énorme : imaginez si des gratte-ciel entiers pouvaient être transformés en fermes solaires verticales ?

En 2017, une équipe de l’université de Michigan aux États-Unis. qui a développé un nouveau type de concentrateur solaire créant de l’énergie solaire lorsqu’il est placé au-dessus d’une fenêtre a estimé que les technologies solaires transparentes pourraient répondre à environ 40 % de la demande énergétique aux États-Unis. 

Il a estimé que si elle était combinée avec des unités solaires sur le toit – et la bonne technologie de stockage – cette part pourrait atteindre près de 100 %.

En Europe, l’énergie solaire a représenté 12,2 % de l’électricité produite dans l’UE cet été, la part la plus élevée jamais enregistrée.

Selon les tendances actuelles, il a le potentiel de satisfaire jusqu’à 20 % de la demande d’électricité de l’UE d’ici 2040, selon la Commission européenne .

La majeure partie de l’énergie solaire de la planète n’est actuellement pas captée. À quoi ressembleraient les choses si chaque fenêtre autour de nous pouvait le récolter ?