L'énergie solaire
I Présentation
solaire, énergie : énergie produite par le Soleil à la suite de réactions de fusions nucléaires, source de la plupart des énergies disponibles sur Terre et exploitable pour la production d'électricité. Elle se propage dans l'espace sous la forme de « grains », ou quanta d'énergie, les photons ; elle est sans cesse renouvelée.
En 1837, le physicien français Claude Pouillet introduisit la notion de constante solaire. Il remarqua que la puissance du rayonnement solaire, mesurée sur le bord extérieur de l'atmosphère terrestre, est pratiquement invariable lorsque la Terre est à une distance moyenne du Soleil. Cette constante est égale à 1 350 W/m2 et fluctue d'environ 0.2% tous les trente ans. L'intensité de l'énergie solaire réellement disponible à la surface de la Terre est inférieure à la constante solaire en raison de l'absorption et de la dispersion de cette énergie, due à l'interaction des photons avec l'atmosphère, les nuages ou encore les fumées produites par la pollution.
La puissance solaire disponible en tout point de la Terre dépend également du jour, de l'heure et de la latitude du point de réception. De plus, la quantité d'énergie solaire captée est fonction de l'orientation du récepteur.
Le Soleil rayonne sur la Terre une puissance de 16.1015 kWh par an, dans toutes les longueurs d'onde du spectre de la lumière visible. L'énergie lumineuse issue du Soleil est à la base de la majeure partie des formes d'énergie disponibles : énergies chimique, thermique, hydraulique, électrique. Par exemple, les combustibles fossiles, tels que le charbon, le gaz naturel et le pétrole, ont été formés à la suite d'un stockage d'énergie solaire par des organismes, sur une longue période. En fait, l'énergie nucléaire est la seule à ne pas provenir de l'énergie solaire.
Cette dernière est indispensable pour maintenir sur Terre les conditions lumineuses et thermiques nécessaires à la vie. Par exemple, la photosynthèse utilise cette énergie pour fournir aux plantes chlorophylliennes de la matière organique. 60% de l'énergie solaire qui atteint la Terre est réfléchie par l'atmosphère ; 11% est réfléchie par le sol et la végétation ; 16% entretient, par évaporation, le cycle de l'eau, qui produit la pluie, les eaux de montagne et de rivière.
Du fait de sa nature et de sa puissance très variable à la surface de la Terre en un point donné, il est difficile d'exploiter ou de stocker l'énergie solaire sans la transformer au préalable. Pour cela, on utilise:
Un chercheur du CNRS a trouvé l'idée plutôt inattendue qui résoudrait un des inconvénients de cette source d'énergie. En effet la production d'énergie solaire est ralentie par les temps nuageux et systématiquement interrompue pendant la nuit. Or cette production discontinue pose problème car non conforme au marché de l'énergie qui réclame un approvisionnement continu et qui fixe ses prix en fonction de l'offre et de la demande.
C'est donc pour surmonter ces obstacles qu'il a été proposé de rapprocher un peu plus les plaques photovoltaïques ( qui transforment les rayons du soleil en électricité) du soleil, en les plaçant dans l'espace. Ce projet nommé ESSPERANS pourrait être financé en partie par l'UE, et consisterait à mettre en orbite des structures gonflables dotées en surface de cellules photovoltaïques. Puis l'énergie serait transformée en micro-ondes ou en laser, et recueillies sur Terre au moyen de vastes surfaces de panneaux solaires. Mais avant que ce projet soit viable économiquement, il faudra attendre des progrès techniques suffisants pour réduire les coûts de lancement et d'exploitation de ces stations solaires spatiales. C'est un projet trés ambitieux, comparable à ITER.
Un chercheur du CNRS a eu une idée trés originale et pour le mins ambitieuse qui résoudrait selon lui l'un des inconvénients de l'énergie solaire: son intermittence.La solution consisterait en plaçant des plaques photovoltaïques en orbite autour de la Terre montées sur des structures gonflables. Il faudra néanmoins attendre des progrès technologiques suffisants pour réduire suffisamment les coûts de ce projet afin qu'il soit rentable.Ce projet corrobore totalement le projet actuel d'ascenseur spatial développé expérimentalement par la NASA.
(Sans rentrer dans les détails il sagit d'un ascenseur de 64000Km de haut qui permettrait de mettre en orbite à moindre coût des cellules spatiales individuelles,du ravitaillement réduisant le prix à 750E! Cet ascenseur du futur serait conçu en nano-tubes de carbone, c'est à dire bien plus résistant que l'acier(100fois) et plus dur que le diamant, mais actuellement aussi coûteux que ce dernier.