L’énergie solaire est simplement une énergie utilisable générée par le soleil sous forme d’énergie électrique ou thermique. L’énergie solaire est capturée de diverses manières, dont la plus courante est avec un système de panneaux solaires photovoltaïques, ou système photovoltaïque, qui convertit les rayons du soleil en électricité utilisable. Outre l’utilisation du photovoltaïque pour produire de l’électricité, l’énergie solaire est couramment utilisée dans des applications thermiques pour chauffer des espaces intérieurs ou des fluides. Les propriétaires résidentiels et commerciaux peuvent installer des systèmes de chauffe-eau solaires et concevoir leurs bâtiments avec le chauffage solaire passif à l’esprit pour tirer pleinement parti de l’énergie solaire avec la technologie solaire.
Intéressé à bénéficier de l’énergie solaire? Les panneaux solaires sont installés à trois échelles principales: résidentielle, commerciale et utilitaire. L’énergie solaire à l’échelle résidentielle est généralement installée sur les toits des maisons ou sur des terrains ouverts (montés au sol) et se situe généralement entre 5 et 20 kilowatts (kW), selon la taille d’une propriété. Les projets commerciaux d’énergie solaire sont généralement installés à une plus grande échelle que l’énergie solaire résidentielle. Bien que les installations individuelles puissent varier considérablement en taille et en coût, les panneaux solaires à l’échelle commerciale servent un objectif cohérent: fournir de l’énergie solaire sur site aux entreprises et aux organisations à but non lucratif. Enfin, les projets solaires à grande échelle sont généralement de grandes installations de plusieurs mégawatts (MW) qui fournissent de l’énergie solaire à un grand nombre de clients des services publics.
Pour certains acheteurs d’énergie solaire qui ne peuvent pas installer d’énergie solaire sur leur propriété en raison du coût ou d’autres facteurs, l’énergie solaire communautaire est une option solaire viable qui relie plus directement les projets d’énergie solaire à grande échelle aux consommateurs résidentiels. En tant que telles, les fermes solaires communautaires sont généralement construites dans un emplacement central plutôt que sur la propriété d’un seul client. Les consommateurs résidentiels peuvent souscrire à un projet solaire communautaire pour bénéficier de nombreux avantages de l’énergie solaire sans installer de panneaux solaires sur leur propriété.
Comment fonctionnent les panneaux solaires?
Un panneau solaire (également connu sous le nom de module solaire) se compose d’une couche de cellules en silicium, d’un cadre métallique, d’une unité de boîtier en verre et d’un câblage pour transférer le courant électrique du silicium. Le silicium (atomique #14 sur le tableau périodique) est un non-métal avec des propriétés conductrices qui lui permettent d’absorber et de convertir la lumière du soleil en électricité utilisable. Lorsque la lumière frappe une cellule de silicium, la lumière provoque la mise en mouvement des électrons dans le silicium, initiant un flux de courant électrique. C’est ce qu’on appelle « l’effet photovoltaïque » et décrit la fonctionnalité générale de la technologie des panneaux solaires.
La science de la production d’électricité avec des panneaux solaires se résume à cet effet photovoltaïque. Il a été découvert pour la première fois en 1839 par Edmond Becquerel et peut être considéré comme une propriété de matériaux spécifiques (appelés semi-conducteurs) qui leur permet de créer un courant électrique lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil.
Le processus photovoltaïque (ou PV) fonctionne à travers les étapes générales suivantes:
La cellule solaire photovoltaïque en silicium absorbe le rayonnement solaire
Lorsque les rayons du soleil interagissent avec la cellule de silicium, les électrons commencent à se déplacer, créant un flux de courant électrique
Les fils captent et alimentent cette électricité en courant continu (CC) à un onduleur solaire pour être convertie en électricité à courant alternatif (CA)
Une brève histoire de l’énergie solaire
En 1954, Bell Labs a développé la première cellule photovoltaïque au silicium. Bien que l’énergie solaire ait déjà été capturée et convertie en énergie utilisable par diverses méthodes, ce n’est qu’après 1954 que l’énergie solaire a commencé à devenir une source viable d’électricité pour alimenter les appareils sur de longues périodes. Les premières cellules solaires ont converti le rayonnement solaire en électricité avec une efficacité de 4% - à titre de référence, de nombreux panneaux solaires largement disponibles aujourd’hui peuvent convertir la lumière du soleil en énergie solaire à une efficacité supérieure à 20%, un nombre en constante augmentation.
Bien que l’adoption de l’énergie solaire ait été lente au début, un certain nombre d’incitations et de politiques étatiques et fédérales ont contribué à réduire suffisamment le coût de l’énergie solaire pour être plus largement adopté. À ce stade, l’énergie solaire représente une capacité suffisante pour alimenter 11 millions des 126 millions de ménages du pays.
Le coût de l’énergie solaire
Parallèlement à une augmentation de l’efficacité solaire, le coût des panneaux solaires a considérablement diminué. Au cours de la dernière décennie seulement, le coût d’une installation de panneaux solaires a chuté de plus de 60%, et de nombreux experts de l’industrie prédisent que les prix continueront de baisser dans les années à venir:
De plus, selon l’endroit où vous vivez, plusieurs rabais ou incitations pour l’énergie solaire peuvent contribuer à réduire encore plus le coût de l’énergie solaire. À l’échelle nationale, le crédit d’impôt à l’investissement (CII) fédéral est l’un des principaux incitatifs disponibles pour toute personne intéressée par l’énergie solaire, car il vous permet de déduire 26% du coût d’installation d’un système de panneaux solaires de vos impôts fédéraux. Cette incitation ne durera pas éternellement - en 2023, l’ITC fédéral descendra à 22%, puis disparaîtra complètement pour les installations solaires résidentielles en 2024.
De nombreux États et services publics offrent des incitations supplémentaires (telles que la facturation nette) en plus de l’ITC fédéral, réduisant encore plus le coût de l’énergie solaire.
L’énergie solaire est une source d’énergie renouvelable
L’énergie solaire est une source d’énergie propre, peu coûteuse et renouvelable qui est exploitable presque partout dans le monde - tout point où la lumière du soleil frappe la surface de la terre est un endroit potentiel pour générer de l’énergie solaire. Et puisque l’énergie solaire provient du soleil, elle représente une source d’énergie illimitée. Les technologies d’énergie renouvelable produisent de l’électricité à partir de ressources infinies. Comparez, par exemple, la production d’électricité avec des ressources renouvelables à celle avec des combustibles fossiles. Il a fallu des centaines de milliers d’années pour que le pétrole, le gaz et le charbon se forment, de sorte que chaque fois qu’une de ces ressources est brûlée pour créer de l’électricité, cette ressource finie se rapproche légèrement de l’épuisement. L’utilisation d’une ressource renouvelable - comme l’énergie éolienne, solaire et hydroélectrique - pour produire de l’électricité n’épuise pas cette ressource. Il y aura toujours une lumière solaire constante qui brillera à la surface de la Terre, et après avoir transformé la lumière du soleil en électricité, il y a encore une quantité infinie de lumière solaire à transformer en électricité à l’avenir. C’est ce qui fait de l’énergie solaire, par nature, une énergie renouvelable.
Alors que le mix électrique actuel aux États-Unis est encore constitué en grande partie de combustibles fossiles comme le pétrole et le gaz, les sources d’énergie renouvelables comme l’énergie solaire deviennent progressivement une partie plus importante du profil énergétique du pays. Comme le coût de l’énergie solaire et d’autres technologies renouvelables continue d’être compétitif.
Devriez-vous aller à l’énergie solaire?
Lorsqu’il s’agit d’installer des panneaux solaires et de passer à une source d’énergie plus respectueuse de l’environnement, il n’existe pas d’approche universelle. Plusieurs facteurs méritent d’être pris en compte pour déterminer si votre maison ou votre entreprise est un bon candidat pour l’énergie solaire. Lorsque vous décidez de passer à l’énergie solaire, vous devriez au moins vous poser des questions telles que « Combien dois-je dépenser en électricité? », « Dans quel type de maison est-ce que je vis et est-ce que je la possède? » et « Mon toit est-il adapté à l’énergie solaire? Est-ce vieux, quelle est sa taille, quel est l’angle, etc. ».
La question la plus percutante est peut-être la première : plus vous utilisez d’électricité et plus vous la payez, plus vous économiserez en passant à l’énergie solaire. Ensuite, si vous vivez dans une maison multifamiliale ou louez la propriété, il sera beaucoup plus difficile d’installer de l’énergie solaire que si vous possédez une maison unifamiliale. Enfin, le toit idéal pour l’énergie solaire serait celui qui est en bon état, orienté au sud et reçoit beaucoup de lumière directe du soleil.
Énergie solaire + stockage de batteries, véhicules électriques et plus
La prolifération rapide de l’énergie solaire à l’échelle nationale et mondiale a également conduit à une croissance parallèle dans plusieurs zones adjacentes. Notamment, les systèmes de stockage d’énergie et les véhicules électriques sont deux secteurs sur le point d’exploser aux côtés de l’énergie solaire en augmentant les avantages de l’énergie solaire.
Étant donné que les panneaux solaires ne peuvent produire de l’énergie que lorsque le soleil brille, il est devenu de plus en plus important de stocker l’énergie produite mais inutilisée tout au long de la journée pour une utilisation ultérieure. Par exemple, les batteries solaires stockent l’électricité et peuvent être utilisées pendant les périodes de faible production solaire. De plus, les solutions solaires plus stockage fonctionnent pour toutes les échelles d’installations de panneaux solaires et offrent de nombreux avantages supplémentaires, de la fiabilité énergétique à la résilience du réseau et à la réduction des coûts.
Les véhicules électriques sont un deuxième produit prêt à surfer sur la vague de l’adoption de l’énergie solaire. Avec des coûts d’entretien réduits, des coûts de carburant inférieurs et une empreinte environnementale inférieure à celle des véhicules à moteur à combustion interne traditionnels, les véhicules électriques devraient être un élément important de l’industrie automobile pour les années à venir. L’adoption croissante des véhicules électriques s’accompagne également d’un besoin croissant d’électricité pour faire fonctionner les véhicules, un ajustement parfait pour l’énergie solaire. Les installations solaires Check here distribuées fournissent une énergie bon marché et fiable pour les véhicules électriques directement à partir du soleil. Dans un monde d’électrification accrue dans toute la maison, l’énergie solaire est l’un des moyens les moins coûteux, les plus fiables et les plus propres d’alimenter notre avenir électrifié.