Toute l'énergie présente sur Terre provient, à l'origine, du Soleil. La combustion du bois libère l'énergie que l'arbre avait emmagasinée grâce à la lumière du soleil. Les combustibles fossiles dérivent de matières organiques en décomposition qui avaient elles aussi stocké l'énergie solaire, ou qui s'étaient nourries d'organismes capteurs de lumière. Même l'énergie hydraulique trouve son origine dans le Soleil : c'est lui qui évapore l'eau, la fait retomber sous forme de pluie et permet ainsi la restitution de l'énergie stockée.
L'énergie solaire peut donc être captée directement ou indirectement. Depuis relativement peu de temps, l'humanité a même appris à convertir la lumière du soleil directement en électricité.
Le rayonnement solaire
Le rayonnement solaire naît au cœur du Soleil grâce au processus de fusion nucléaire. Les forces gravitationnelles extrêmement intenses qui règnent à l'intérieur de l'étoile compriment les atomes d'hydrogène jusqu'à former des atomes d'hélium. La température au cœur du Soleil avoisine les 15 millions de degrés Celsius (soit environ 27 millions de degrés Fahrenheit). Cette chaleur intense pousse les atomes à émettre des photons, lesquels sont convertis en rayonnement électromagnétique. Cette énergie est alors libérée depuis la surface du Soleil et traverse l'espace jusqu'à notre planète.
L'insolation
L'insolation solaire désigne la quantité d'énergie électromagnétique émise par le Soleil qui atteint la Terre. Cette énergie peut être mesurée avec précision : les scientifiques partent d'une surface d'un mètre carré et mesurent l'énergie en kilowattheures qui frappe cette surface au cours d'une journée moyenne. L'unité de mesure s'exprime donc en kilowattheures par mètre carré et par jour (kWh/m²/jour).
Les différentes régions du globe ne reçoivent pas la même quantité d'insolation : celle-ci varie selon la situation géographique, la saison et l'angle d'incidence des rayons du soleil sur la surface terrestre.
Utiliser l'énergie solaire
L'énergie solaire peut être exploitée de multiples façons pour alimenter nos habitations. Elle peut d'abord être utilisée directement grâce au solaire passif. Il peut s'agir simplement de laisser la lumière du soleil traverser une vitre et frapper un mur de briques ou de pierre : celui-ci absorbe la chaleur puis la restitue progressivement une fois le soleil disparu.
Dans des systèmes légèrement plus élaborés, l'énergie solaire est captée par une installation conçue pour chauffer l'eau sanitaire. Celle-ci circule dans une série de tubes ayant absorbé l'énergie du soleil, laquelle transfère sa chaleur au liquide.
Le photovoltaïque : produire de l'électricité solaire
L'utilisation la plus sophistiquée de l'énergie solaire consiste à produire de l'électricité. Dès 1839, Edmund Becquerel découvrait que certains matériaux émettaient une étincelle électrique lorsqu'ils étaient exposés à la lumière du soleil. En s'appuyant sur ce principe et grâce aux semi-conducteurs, il est aujourd'hui possible de provoquer la circulation des électrons dans les panneaux photovoltaïques.
Un semi-conducteur se compose de deux couches de matériaux différents : l'une développe une charge positive, l'autre une charge négative. Lorsqu'ils sont frappés par la lumière du soleil, les électrons sont libérés des deux couches simultanément. Ceux-ci cherchent naturellement à passer d'une couche à l'autre afin de rééquilibrer la différence de charges, mais ils n'y parviennent pas directement. Ils empruntent alors le circuit électrique relié aux panneaux, générant ainsi un courant électrique exploitable.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/energy-efficient-homes/1007119202.html