9 Questions à se poser sur l'énergie solaire.

Ce n'est pas nouveau, les énergies fossiles s'épuisent, ce qui, comme vous avez pu le constater ces dernières années, tend à augmenter considérablement leur prix au grand bonheur de certaines entreprises. Cette raréfaction nous oblige enfin à nous tourner vers des énergies alternatives dont celle qui nous permet de vivre : le Soleil.
Cette semaine Bricoleur Du Dimanche s'interroge sur l'énergie solaire et son utilisation dans la maison pour vous aider à mieux comprendre une des sources d'énergie qui équipera très prochainement vos habitations.

En quoi consiste l'énergie solaire ?

Avant tout, il est important de bien définir l'expression « énergie solaire » : L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement direct ou diffus (wikipédia). Autrement dit, l’appellation « énergie solaire » est inexactement utilisée pour désigner l'électricité ou l'énergie thermique obtenue à partir du rayonnement du soleil et par transformation. Mais l’image qu’elle suppose est on ne peut plus plaisante.

Dans nos habitations, l'exploitation de la lumière solaire se fait essentiellement par deux méthodes : les capteurs solaires thermiques et les cellules photovoltaïques. La première solution consiste en un dispositif qui capte l'énergie provenant du soleil pour la transmettre à un fluide caloporteur qui va alors, par contact, réchauffer de l'eau pour assurer le chauffage et/ou les besoins sanitaires. C'est le système qui est utilisé pour les chauffe-eau solaires.

L'autre solution est sans doute la plus connue des deux : les cellules photovoltaïques qui transforment la lumière du jour en énergie électrique. De manière simplifiée, une cellule photovoltaïque est généralement composée de silicium qui se présente sous forme de deux couches semi-conductrices ; une avec un excès en électrons « n » et une avec un défaut en électron « p ». Lorsque les rayons du soleil parviennent à la surface de la cellule, les photons de la lumière viennent pour ainsi dire « arracher » les électrons aux atomes de silicium et créer de ce fait des charges positives et des charges négatives. Ces charges sont alors mises en mouvement grâce aux champs électriques générés par les deux couches semi-conductrices et c’est ce principe de circulation qui permet de produire un courant continu. Ce courant passe ensuite par un onduleur qui le transforme en courant alternatif identique à celui délivré par EDF.

Comment peut-on utiliser l'énergie solaire dans la maison ?

Être complètement autonome en produisant de l’électricité grâce à un système exploitant l'énergie solaire est possible mais reste presque inaccessible d'un point de vue financier. De plus, il sera sans doute difficile de garantir une production d'énergie suffisante pour votre confort toute l'année. Par contre il est tout à fait possible d'utiliser cette énergie comme un apport d’appoint aux énergies utilisées dans votre maison et de réduire ainsi significativement vos factures.

Si vous souhaitez sauter le pas, le plus accessible est un chauffe-eau solaire qui utilise des capteurs solaires thermiques pour produire de l'eau chaude sanitaire et qui peut être utilisé pour compléter ou remplacer la production d’un chauffe-eau classique. Un chauffe-eau solaire vous permettra de couvrir 50 à 70 % des besoins en eau chaude sanitaire de votre foyer.

Pour aller plus loin, vous pouvez opter pour un système solaire combiné qui reprend le fonctionnement vu précédemment, pour produire votre eau chaude et participer à l’alimentation en chauffage de la maison. Selon les régions, ce système couvre jusqu'à 60% des besoins annuels en eau chaude et chauffage mais ne permet néanmoins pas de se passer totalement de votre ancienne chaudière.

Il est aussi possible d'installer des cellules photovoltaïques pour produire indépendamment sa propre électricité. Mais sachez que vous ne pourrez pas utiliser toute l'électricité générée. En effet, la production d'énergie par les capteurs se fait façon continue tout au long de la journée, contrairement à votre consommation qui est, elle, ponctuelle. L'énergie électrique étant difficile à stocker, cela implique de la consommer rapidement. C'est pour cela que EDF vous la rachète dans la journée pour la réinjecter dans son réseau, puis vous revend l'énergie nécessaire quand vous en avez besoin. Par conséquent, installer des cellules photovoltaïques sur votre toit, vous permettra sans aucun doute de faire des économies sur vos factures mais ne vous empêchera pas d'utiliser de l'électricité obtenue à partir du nucléaire ou des énergies fossiles.

Quels progrès ont été faits dans ce domaine ?

La recherche actuelle se concentre surtout sur l'amélioration des cellules photovoltaïques car la production d'électricité à partir du rayonnement du soleil est un aspect clef pour combler la future pénurie des énergies fossiles. Depuis 1958, et la première cellule photovoltaïque, dont le rendement était de 9%, les progrès ont été considérables aussi bien au niveau du rendement que de l'adaptation à nos maisons. Fin 2006, une équipe de chercheurs a établi un nouveau record en obtenant un module photovoltaïque dont le rendement dépassait 40% grâce à des concentrateurs optiques. Mais cette technologie n’est pas encore sur le marché et le rendement des solutions disponibles pour nos maisons est plus de l’ordre de 15%.

Est-ce vraiment performant toute l'année ?

Malgré les progrès réalisés, le rendement n’est pas encore suffisant pour assurer une production énergétique satisfaisante toute l’année. Ce problème est surtout lié à l’incapacité de stocker l’électricité et à l’obligation d’assurer en permanence l’équilibre entre la puissance consommée et la puissance électrique produite. Car autant la technologie voltaïque pourrait assumer une forte utilisation de climatiseurs en temps de canicule, autant elle ne pourrait pas supporter l’emploi massif de convecteurs les jours de grands froids. Donc jusqu’à ce que cette technologie ait atteint un rendement suffisant, son utilisation devra encore être complétée d’une installation classique et, surtout, d’une parfaite isolation de la maison.