Photovoltaique.info
Photovoltaique.info
Consentement d'utilisation des Cookies

Notre site sauvegarde des traceurs textes (cookies) sur votre appareil afin de vous garantir de meilleurs contenus et à des fins de collectes statistiques.Vous pouvez désactiver l'usage des cookies en changeant les paramètres de votre navigateur. En poursuivant votre navigation sur notre site sans changer vos paramètres de navigateur vous nous accordez la permission de conserver des informations sur votre appareil. J'accepte

Capter l'énergie du soleil

Le gisement solaire

Le soleil, qui n'est rien d'autre qu'un immense réacteur de fusion thermo-nucléaire situé à 150 millions de km de distance de la Terre, confiné par des champs magnétiques d'une puissance extraordinaire et recyclant lui-même ses propres déchets, est de très loin la principale source d’énergie de notre planète.

Même le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont issus de son activité, puisqu'ils proviennent de la décomposition et de l'évolution dans le sous-sol sur une très longue durée de matières organiques (plantes) qui ont bénéficié à l'origine de l'énergie solaire pour leur croissance grâce à la photosynthèse.

Les seules sources qui ne proviennent pas de l'activité solaire sont l’énergie nucléaire (produite par la désintégration de minerais radioactifs extraits du sous-sol de la Terre), la géothermie (qui exploite la chaleur issue des réactions de fission au sein du noyau terrestre transmise à travers le sous-sol) et l’énergie marémotrice (issue de l'attraction gravitationnelle de la Lune)

L'énergie solaire, qui possède l'énorme avantage d’être inépuisable à l'échelle de la durée de vie du soleil, soit 5 milliards d'années, dont on sait exploiter sous différentes formes le rayonnement direct est à l’origine d’autres phénomènes physiques (cycle de l’eau, vents) et bio-chimiques (photosynthèse) qui ont permis l'apparition et le maintien de la vie sur terre, tout en étant eux-mêmes exploitables pour la production d’énergie (énergie hydraulique et éolienne, biomasse) : on parle alors d'énergies solaires indirectes

En plus d'être inépuisable, l'énergie solaire est extraordinairement abondante, puisque l’irradiation que le Soleil fait parvenir sur la Terre chaque année représente plus de 10 000 fois la consommation mondiale actuelle d’énergie primaire, toutes formes et tous usages confondus.

Il n'est pas étonnant, avec tant de bienfaits dispensés aussi généreusement, que la plupart des civilisations anciennes aient voué, sous des formes variables, un culte au Soleil, considéré à juste titre comme étant à l'origine de toutes choses, à commencer par la Vie elle-même...

Les composantes de la lumière solaire

La partie du rayonnement solaire exploitée par les systèmes photovoltaïques se limite à la lumière, mais elle peut elle-même être décomposée en trois éléments dont la proportion est variable suivant le lieu et le moment :

  • Le rayonnement direct

Le plus puissant, il provient directement du soleil sans subir d'obstacles sur sa trajectoire (nuage, immeubles...). C'est lui qui nous aveugle lorsque l'on cherche à regarder le soleil "droit dans les yeux" par temps découvert.

  • Le rayonnement diffus

Il provient des multiples diffractions et réflexions du rayonnement solaire direct par les nuages. C'est à lui que nous devons la "lumière du jour" qui nous permet d'y voir clair même quand le temps est couvert. Bien que son intensité soit moins forte, le rayonnement diffus représente généralement une part significative du rayonnement total, parfois même majoritaire, 60% par exemple en Allemagne ou à Lille contre 40% dans le Sud de la France. Il est également important dans les zones intertropicales.

  • Le rayonnement dû à l’albédo

Il résulte de la réflexion du rayonnement solaire direct par le sol, qui est d'autant plus important que la surface est claire et réfléchissante (neige, étendue d'eau, ...). C'est lui qui peut nous faire attraper des coups de soleil à la montagne ou à la mer sans qu'on les sente venir.

Les 3 différents types de rayonnement solaireLes trois différents types de rayonnement solaire

 

Distribution de l'irradiation solaire annuelle sur l'Europe

La répartition du rayonnement solaire sur la Terre est loin d'être uniforme dans l'espace et dans le temps, mais la quantité d'énergie reçue annuellement par un endroit donné est en fait presque constante, autrement dit un même lieu reçoit tous les ans à peu près la même quantité totale d'énergie.

L'ensoleillement d'un site à un moment donné dépend de plusieurs facteurs tels que la situation géographique (latitude, altitude, topographie), l’époque de l’année (saison) et bien sûr des conditions climatiques (couverture nuageuse).

Les déserts arides d'Afrique du Nord (Sahara), du Moyen-Orient (péninsule arabique), de Chine (Désert de Gobi) et des États-Unis (Désert des Mojaves) sont les zones les plus avantagées du point de vue de l'ensoleillement annuel, mais il est important de noter que, même si c'est dans des proportions variables, chacune des parcelles des terres émergées peut être propice à l’utilisation de l’énergie solaire.

L’Allemagne en est la preuve : malgré une situation géographique désavantageuse, comme l'illustre la carte ci-contre, c'est une forte volonté politique et le choix d'instruments efficaces de promotion et de soutien qui lui ont permis d'être aujourd'hui dans le top dix des pays qui produisent le plus d'électricité d'origine photovoltaïque au monde : un exemple à suivre !

Dernière Mise à jour : 11/05/2020
Article suivant Les composantes de la lumière solaire

Plus le soleil est haut dans le ciel (l'été à midi) :

  • Plus l’angle d’incidence de ses rayons par rapport à la terre est grand (proche de 90°)
  • Plus la distance parcourue de ses rayons est courte
  • Plus l’intensité du rayonnement est forte

Plus le soleil est bas dans le ciel (l'hiver en début et fin de journée) :

  • Plus l’angle d’incidence de ses rayons par rapport à la terre est petit
  • Plus la distance parcourue de ses rayons est longue
  • Plus l’intensité du rayonnement est faible
Horizon solaireHorizon solaire
Dernière Mise à jour : 11/05/2020

Capter l'énergie du soleil

Le gisement solaire

Le soleil, qui n'est rien d'autre qu'un immense réacteur de fusion thermo-nucléaire situé à 150 millions de km de distance de la Terre, confiné par des champs magnétiques d'une puissance extraordinaire et recyclant lui-même ses propres déchets, est de très loin la principale source d’énergie de notre planète.

Même le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont issus de son activité, puisqu'ils proviennent de la décomposition et de l'évolution dans le sous-sol sur une très longue durée de matières organiques (plantes) qui ont bénéficié à l'origine de l'énergie solaire pour leur croissance grâce à la photosynthèse.

Les seules sources qui ne proviennent pas de l'activité solaire sont l’énergie nucléaire (produite par la désintégration de minerais radioactifs extraits du sous-sol de la Terre), la géothermie (qui exploite la chaleur issue des réactions de fission au sein du noyau terrestre transmise à travers le sous-sol) et l’énergie marémotrice (issue de l'attraction gravitationnelle de la Lune)

L'énergie solaire, qui possède l'énorme avantage d’être inépuisable à l'échelle de la durée de vie du soleil, soit 5 milliards d'années, dont on sait exploiter sous différentes formes le rayonnement direct est à l’origine d’autres phénomènes physiques (cycle de l’eau, vents) et bio-chimiques (photosynthèse) qui ont permis l'apparition et le maintien de la vie sur terre, tout en étant eux-mêmes exploitables pour la production d’énergie (énergie hydraulique et éolienne, biomasse) : on parle alors d'énergies solaires indirectes

En plus d'être inépuisable, l'énergie solaire est extraordinairement abondante, puisque l’irradiation que le Soleil fait parvenir sur la Terre chaque année représente plus de 10 000 fois la consommation mondiale actuelle d’énergie primaire, toutes formes et tous usages confondus.

Il n'est pas étonnant, avec tant de bienfaits dispensés aussi généreusement, que la plupart des civilisations anciennes aient voué, sous des formes variables, un culte au Soleil, considéré à juste titre comme étant à l'origine de toutes choses, à commencer par la Vie elle-même...

 

Distribution de l'irradiation solaire annuelle sur l'Europe

La répartition du rayonnement solaire sur la Terre est loin d'être uniforme dans l'espace et dans le temps, mais la quantité d'énergie reçue annuellement par un endroit donné est en fait presque constante, autrement dit un même lieu reçoit tous les ans à peu près la même quantité totale d'énergie.

L'ensoleillement d'un site à un moment donné dépend de plusieurs facteurs tels que la situation géographique (latitude, altitude, topographie), l’époque de l’année (saison) et bien sûr des conditions climatiques (couverture nuageuse).

Les déserts arides d'Afrique du Nord (Sahara), du Moyen-Orient (péninsule arabique), de Chine (Désert de Gobi) et des États-Unis (Désert des Mojaves) sont les zones les plus avantagées du point de vue de l'ensoleillement annuel, mais il est important de noter que, même si c'est dans des proportions variables, chacune des parcelles des terres émergées peut être propice à l’utilisation de l’énergie solaire.

L’Allemagne en est la preuve : malgré une situation géographique désavantageuse, comme l'illustre la carte ci-contre, c'est une forte volonté politique et le choix d'instruments efficaces de promotion et de soutien qui lui ont permis d'être aujourd'hui dans le top dix des pays qui produisent le plus d'électricité d'origine photovoltaïque au monde : un exemple à suivre !

Les composantes de la lumière solaire

La partie du rayonnement solaire exploitée par les systèmes photovoltaïques se limite à la lumière, mais elle peut elle-même être décomposée en trois éléments dont la proportion est variable suivant le lieu et le moment :

  • Le rayonnement direct

Le plus puissant, il provient directement du soleil sans subir d'obstacles sur sa trajectoire (nuage, immeubles...). C'est lui qui nous aveugle lorsque l'on cherche à regarder le soleil "droit dans les yeux" par temps découvert.

  • Le rayonnement diffus

Il provient des multiples diffractions et réflexions du rayonnement solaire direct par les nuages. C'est à lui que nous devons la "lumière du jour" qui nous permet d'y voir clair même quand le temps est couvert. Bien que son intensité soit moins forte, le rayonnement diffus représente généralement une part significative du rayonnement total, parfois même majoritaire, 60% par exemple en Allemagne ou à Lille contre 40% dans le Sud de la France. Il est également important dans les zones intertropicales.

  • Le rayonnement dû à l’albédo

Il résulte de la réflexion du rayonnement solaire direct par le sol, qui est d'autant plus important que la surface est claire et réfléchissante (neige, étendue d'eau, ...). C'est lui qui peut nous faire attraper des coups de soleil à la montagne ou à la mer sans qu'on les sente venir.

Les 3 différents types de rayonnement solaireLes trois différents types de rayonnement solaire

Plus le soleil est haut dans le ciel (l'été à midi) :

  • Plus l’angle d’incidence de ses rayons par rapport à la terre est grand (proche de 90°)
  • Plus la distance parcourue de ses rayons est courte
  • Plus l’intensité du rayonnement est forte

Plus le soleil est bas dans le ciel (l'hiver en début et fin de journée) :

  • Plus l’angle d’incidence de ses rayons par rapport à la terre est petit
  • Plus la distance parcourue de ses rayons est longue
  • Plus l’intensité du rayonnement est faible
Horizon solaireHorizon solaire
Dernière Mise à jour : 11/05/2020

Publications


A voir également