L'énergie solaire

L'énergie solaire s'utilise aujourd'hui des diverses manières. Nous distinguons le solaire thermique, le photovoltaïque et le solaire passif.

Le solaire thermique
On parle de solaire thermique ou de chaleur solaire lorsque la chaleur solaire est absorbée par un capteur solaire et transportée par un agent caloporteur (en général un fluide). Par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur, la chaleur est transférée à l’eau contenue dans un réservoir : celle-ci est maintenue à la température désirée. De cette manière, il est possible d’avoir de l’eau chaude même la nuit ou les jours de pluie, utilisable directement telle quelle ou pour le chauffage. Si le chauffage solaire ne suffit pas à couvrir les besoins en la matière, un chauffage d’appoint s’en charge (p. ex. chauffage aux granulés de bois, pompe à chaleur). Les capteurs solaires peuvent être à tube sous vide ou plans. Ils se distinguent principalement par l’isolation de l’absorbeur : dans les capteurs à tube sous vide, l’absorbeur est placé au cœur d’un tube de verre sous vide qui crée une isolation. Les capteurs plans utilisent une isolation plus traditionnelle, comme la laine de verre par exemple. Après un à deux ans de service environ, l’installation de capteurs solaires aura produit autant d’énergie que sa fabrication en aura nécessité.

En chiffres : 1 m2 de capteurs plats produit par année (site de référence : Plateau suisse)
• 330 à 540 kWh (chauffage de l’eau)
• 250 à 310 kWh (chauffage de l’eau et chauffage d’appoint)

Le photovoltaïque
On appelle photovoltaïque (PV) ou électricité solaire le courant solaire (continu) produit à partir d’une cellule solaire. Le courant continu peut notamment être utilisé pour recharger des piles (accus) afin d’y stocker de l’énergie. Dans ce cas, on parle d’une installation en îlot, par exemple dans des régions décentrées qui ne bénéficient pas du raccordement au réseau électrique. En général, cependant, le courant continu est converti en courant alternatif par un convertisseur (ou onduleur), ce qui permet de l’injecter dans le réseau électrique et de l’utiliser en cas de besoin. Le réseau public sert ainsi de régulateur entre l’offre et la demande. Outre la production d’électricité, les cellules PV sont multifonctionnelles : elles font aussi office de couverture de toit, de revêtement de façade ou de paroi, d’éléments de balustrades, de vitrages ou de protections solaires.

Elles sont fabriquées à partir du silicium, deuxième élément le plus répandu sur la croûte terrestre après l’oxygène. Une manipulation chimique permet d‘extraire le silicium, également utilisé dans l‘industrie électronique, à partir du sable de quartz. Selon les divers processus chimiques permettant la cristallisation du silicium, on distingue le monocristal de silicium, le polycristal de silicium et le silicium amorphe, qui se différencient par leur rendement. Après deux à quatre ans (selon le type de cellule solaire), l’installation photovoltaïque aura produit autant d’énergie que sa fabrication en aura nécessité.

En chiffres (site de référence : Plateau suisse):
• 1 m2 de surface de cellules solaires produit par année 90 - 125 kWh
• Une puissance d’1 kWpeak produit par année entre 800 et 900 kWh, dont 2/3 durant l’été.

Solaire passif/ architecture solaire
Outre l’utilisation active de l’énergie solaire, qui transforme le rayonnement solaire en chaleur (avec des capteur solaires) et en électricité (grâce au photovoltaïque), il est également possible d’utiliser le solaire de manière passive. On appelle cette technique solaire passif ou architecture solaire. Celle-ci permet d’utiliser le rayonnement solaire qui passe à travers les fenêtres et vitrages pour augmenter la température des pièces. En principe le solaire passif ne coûte rien, car il ne nécessite aucun investissement supplémentaire. Il implique une conception fonctionnelle de l’architecture, dans la mesure où il dépend de la forme du bâtiment et de son aménagement. De grandes surfaces de fenêtres sur la façade sud permettent aux pièces orientées au sud d’emmagasiner l’énergie solaire et de la conserver de préférence dans des parois et des sols massifs.