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Énergie solaire : Qu'est-ce que l'énergie solaire et comment l'utiliser au mieux ?

Le temps printanier des derniers jours et des dernières semaines nous a gâtés avec beaucoup de soleil et des températures bien au-dessus de 20 °C. Le printemps 2020 est un des printemps les plus ensoleillés. Le soleil nous fournit non seulement de la vitamine D, mais il peut aussi être utilisé pour produire de l'énergie.

Solar energy

L'énergie solaire est l'énergie à partir de laquelle les rayons du soleil peuvent être générés. Cela comprend non seulement l'énergie générée par la conversion du rayonnement solaire en électricité, mais aussi la chaleur solaire directe et l'utilisation thermique du rayonnement solaire.

La puissance rayonnante du soleil est basée sur le rayonnement électromagnétique qui est libéré à la surface du corps céleste – avec une température estimée à environ 5500 °C, ce qui est presque inimaginable.

Comment l'utilisation de l'énergie solaire fonctionne-t-elle physiquement ?

Les rayons du soleil qui nous atteignent sont le produit des processus de fusion nucléaire qui ont lieu à l'intérieur du soleil. Lorsque les rayons frappent l'atmosphère terrestre, ils ont encore une intensité d'environ 1367 watts par m². Une partie du rayonnement solaire est déjà piégée, dispersée ou reflétée dans l'atmosphère par des matières en suspension. Et l'atmosphère elle-même est déjà chauffée par les rayons du soleil et absorbe donc une part considérable du rayonnement.

Ce qui reste atteint la surface de la terre et y déploie son effet. Les rayons solaires incidents sont utilisés par les plantes pour la photosynthèse, la conversion du monoxyde de carbone en oxygène. Nous devons l'air que nous respirons à ce processus.

Lorsque les gens utilisent l'énergie solaire, ils le font de différentes manières à l'aide de la photovoltaïque ou de la phototermie :

  • Utilisation de cellules solaires dans le photovoltaïque pour générer du courant continu.
  • Gain de chaleur par les capteurs solaires dans le cadre de l'énergie photothermique
  • Production d'électricité dans une centrale solaire thermique par la chaleur et la vapeur
  • Production d'électricité par l'air chauffé par le soleil dans des centrales dites à courant ascendant
  • Fours ou cuisinières solaires pour le chauffage des aliments, matériel médical et bien plus encore
  • Ballons solaires dont la capacité de vol est basée sur l'air chaud qu'ils contiennent

Quels sont les avantages et les inconvénients de l'énergie solaire ?

En ce qui concerne l'utilisation de l'énergie solaire, les experts font la distinction entre les capteurs solaires et les systèmes photovoltaïques. À l'aide de capteurs solaires, par exemple, l'eau peut être chauffée pour les besoins du ménage ; un moyen de stockage n'est pas prévu ici. Cependant, les collectionneurs ne sont au mieux de leur forme que lorsque le temps est très beau et que le ciel est dégagé. La nuit, dès que la réserve d'eau chaude est épuisée, les douches chaudes ne sont plus possibles.

Avec les systèmes photovoltaïques, en revanche, l'électricité peut être produite et injectée dans le réseau. L'électricité ainsi produite est remboursée au producteur. À l'inverse, les ménages disposant d'un système photovoltaïque peuvent alimenter le réseau électrique pendant la journée, et la nuit, ils peuvent tirer de l'électricité du réseau en sens inverse.

Ces systèmes sont bien sûr beaucoup plus chers à installer que les collecteurs relativement simples. En outre, les utilisateurs doivent calculer la taille ou la puissance du système afin de pouvoir l'amortir de manière raisonnable. Si on dispose d'une surface de toit suffisante, une installation photovoltaïque de plus de 20 à 30 m² peut être amortie en environ 15 ans. Il est également difficile de stocker soi-même l'énergie solaire produite. Des travaux sont toujours en cours sur les supports de stockage chimique appropriés, et l'utilisation de piles à hydrogène est envisageable.

Quels sont les avantages de l'énergie solaire ?

Les grands systèmes photovoltaïques sont des panneaux complexes de semi-conducteurs qui convertissent le rayonnement solaire en courant continu. Celui-ci est converti et peut être injecté dans le réseau électrique. Ces systèmes sont devenus beaucoup plus abordables qu'il y a 10 ou 15 ans et constituent l'une des méthodes durables les plus importantes de production d'électricité. Comme les cellules solaires modernes ont un taux de conversion extrêmement élevé, elles fonctionnent également bien sous les latitudes nordiques.

Mais les possibilités sont loin d'être épuisées. Au moins un quart des besoins énergétiques pourrait être couvert par l'énergie solaire d'ici le milieu du siècle. Et l'énergie solaire peut être utilisée non seulement pour l'électricité nécessaire, mais aussi pour l'eau chaude et le chauffage des locaux – de manière active et passive, de préférence en combinaison avec une rénovation et une isolation appropriée des bâtiments. 

Solar energy

Utilisation passive et active de l'énergie solaire

L'énergie solaire est utilisée de manière passive depuis des milliers d'années, notamment pour l'orientation des bâtiments. L'objectif est de capter le maximum de lumière et de chaleur par les fenêtres. En même temps, les maisons dites "maisons-passives" doivent bien sûr aussi pouvoir disposer d'une isolation thermique appropriée pour que la chaleur solaire "captée" reste à l'intérieur.

Si, en revanche, le rayonnement solaire doit être utilisé activement, un collecteur solaire pour la production d'eau chaude ou un système photovoltaïque est nécessaire pour produire de l'électricité. Quel que soit le choix des utilisateurs, les panneaux ou autres composants peuvent être intégrés dans la conception d'un bâtiment.

Utiliser l'énergie solaire – ça marche presque partout

Grâce à de nouveaux panneaux solaires très efficaces, la puissance du soleil peut être convertie en énergie même sous les latitudes nordiques. La moindre irradiation lumineuse est utilisée. Et des solutions mobiles ont également été envisagées. Il existe par exemple des panneaux solaires, qui sont un moyen idéal de fournir de l'énergie aux passionnés de la nature. Les coussinets sont en fait des cellules solaires portables. Ils peuvent être fixés au sac à dos ou au toit de la voiture et, à la fin de la journée, ont produit de l'électricité pour le portable, la caméra ou l'eau chaude pour la douche. L'énergie solaire n'est donc pas seulement incroyablement durable, elle est aussi extrêmement portable !

NIKIN – pour une approche plus durable de l'environnement

Bien qu'au NIKIN nous nous préoccupions principalement des matériaux durables de l'industrie de la mode et de la lutte contre la déforestation mondiale, il est également important pour nous de penser durablement dans d'autres aspects de la vie. Nous voulons motiver les gens à repenser leur mode de vie et éventuellement le rendre plus durable. Il est temps de réfléchir à des sources d'énergie alternatives aux sources conventionnelles. L'une d'entre elles est l'utilisation de l'énergie solaire, qui devient progressivement plus abordable grâce au progrès technique et qui connaît également un essor en Suisse.

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