Solaire

Système solaire photovoltaïque installé en toiture - source Viessmann

Le solaire est une énergie provenant du soleil, qui est captée par des dispositifs puis convertie soit en électricité soit en chaleur. On parle alors de solaire photovoltaïque ou de solaire thermique. C’est une énergie pour laquelle de nombreux efforts ont été fournis ces dernières années afin de réduire la consommation d’énergies non renouvelables et favoriser la transition énergétique.

Qu’est-ce que l’énergie solaire ?

L’énergie solaire est une énergie dite renouvelable car elle provient d’une source illimitée et inépuisable : le soleil. De plus, c’est une source gratuite et accessible quel que soit l’endroit dans le monde. C’est une énergie propre, saine et respectueuse de l’environnement car les émissions de gaz à effet de serre sont nulles.
Le solaire est donc la capacité de l’énergie du soleil à se matérialiser sous la forme d’électricité ou de chaleur et ce, via des équipements spécifiques comme les panneaux photovoltaïques.
Monsieur Antoine Becquerel a fait cette découverte en 1839 à savoir que les matériaux semi-conducteurs avaient le pouvoir de transformer l’énergie du soleil en électricité.

Les avantages et les inconvénients de cette énergie

Toute énergie possède ses qualités et ses défauts. Voici donc quelques points forts du solaire :

• énergie verte, propre, saine et renouvelable ;
• équipement rentable ;
• peu d’entretien ;
• éligible aux aides financières ;
• possibilité d’auto-consommation ou de revente de l’énergie produite.

Concernant les inconvénients, peu d’exemples sont dénombrables, mais il en existe tout de même :

• coût de l’investissement initial ;
• source intermittente car il n’y a pas de soleil la nuit => nécessité de stockage ;
• même si des efforts ont été faits et que des aides existent, l’énergie solaire est encore marginale par rapport à l’utilisation des ressources non renouvelables.

Les différents types d’énergie solaire

Il existe en effet 3 catégories d’énergies solaires en fonction de leur fonctionnement et leur capacité à transformer les rayons du soleil. Cependant, quel que soit le type d’énergie, un ensoleillement minimal est requis pour le bon fonctionnement des dispositifs.

Le solaire photovoltaïque

Le solaire photovoltaïque a pour vocation de transformer l’énergie solaire en électricité. Les cellules des panneaux photovoltaïques sont soumises au rayonnement solaire. Les panneaux sont composés de matériaux semi-conducteurs photosensibles comme l’est le silicium. Cela signifie que lorsque les rayons du soleil entrent en contact avec ces derniers, les photons présents au sein de la lumière libèrent les électrons, qui, eux, se situent dans les panneaux.

C’est ce qui est plus communément appelé “effet photovoltaïque”. Ce choc entre les photons du soleil et les électrons des cellules photovoltaïques provoque un courant électrique. Suite à cela, ce courant continu créé est transformé en courant alternatif à l’aide d’un onduleur. Le courant alternatif produit passe alors par un transformateur afin d’en augmenter sa tension pour pouvoir l'insuffler au réseau de distribution d’électricité. Un compteur est également posé afin de comptabiliser la quantité de courant qui est administré dans le réseau.

Deux options s’ouvrent aux propriétaires de ce genre de technologie :

• l’énergie fabriquée peut être utilisée pour de l’autoconsommation et donc couvrir les besoins en électricité du logement ;
• être revendue à un fournisseur.

Le solaire thermique “basse température”

Le solaire thermique est la capacité de transformer le rayonnement solaire en chaleur afin de chauffer directement l’eau chaude sanitaire et d’alimenter le système de chauffage central d’un logement.

Le fonctionnement de ce type d’installation est le suivant :

• des capteurs collectent l’énergie en provenance du soleil ;
• cette énergie solaire est transférée des capteurs aux absorbeurs métalliques ;
• vient ensuite le réchauffement du réseau de tuyaux au sein desquels est présent un liquide caloporteur ;
• pour terminer, l’échangeur chauffe l’eau stockée dans un cumulus ou approvisionne le réseau de chauffage.

Cette énergie solaire thermique est dite active.

A contrario, il existe une énergie solaire thermique passive. Il s’agit simplement de l’assimilation des rayons du soleil au travers de surfaces vitrées par exemple ou encore le stockage de l’énergie accumulée dans la journée au sein des murs, toitures, sols d’une habitation puis restituée ensuite dans le logement. L’orientation d’un bâtiment ou encore les fournitures utilisées entrent également dans ce contexte d’énergie passive.

Les centrales solaires thermodynamiques “haute température”

Encore peu développées, ce sont des centrales possédant des miroirs en forme parabolique sur lesquels les rayons du soleil viennent se refléter. Le rôle de ces miroirs est de faire converger les rayonnements vers un fluide caloporteur et permettre ainsi le réchauffement de ce dernier. Les températures de chauffe peuvent atteindre entre 400 et 1000 °C.

Une production de vapeur se forme et une fois mise sous pression, elle permet l’entraînement d’une turbine qui est couplée à un générateur. En sortant de cette dernière, la vapeur est condensée lors de son passage dans le condenseur et redevient alors sous forme liquide puis elle est dirigée vers l’échangeur de chaleur. C’est ainsi qu’est produit l’électricité dans ce type de centrale.
Ce processus est appelé cycle thermodynamique.

Les aides

Dans le cadre de l’amélioration des performances énergétiques des logements et de la transition énergétique, l’Etat encourage les ménages à installer des équipements plus respectueux de l’environnement et moins énergivores. Pour se faire des aides sont en place :

• la TVA à 5,5 % pour une installation solaire thermique.
• l’éco-prêt à taux zéro : pour des travaux permettant la réduction de consommation d’énergie.
• les aides de l’ANAH (Agence Nationale pour l’Amélioration de l’Habitat) pour subventionner une partie de l’installation.
• la prime à l’autoconsommation photovoltaïque : le but est d’encourager les détenteurs de panneaux à consommer l’électricité qu’ils produisent.
• le tarif d’achat du kWh subventionné : le prix de rachat du kWh par les fournisseurs est supérieur au prix de base de l’électricité. Ce prix de rachat a été fixé pour 20 ans et a été conçu dans le but d’encourager les foyers à s’équiper de panneaux.