Toute l’énergie de la planète est littéralement d’origine solaire (à l’exception d’une petite partie accumulée dans le noyau terrestre et libérée en petites portions par les éruptions volcaniques et les mouvements tectoniques). Le charbon, le pétrole, le gaz… mais aussi la végétation ou le vent, ont une origine solaire.
La terre reçoit, en effet, une production de 174 000 milliards de milliards de watts d’énergie solaire… en permanence. Ce chiffre donne le vertige, mais nous pouvons l’illustrer d’une autre manière : la terre reçoit en une seconde 100 000 fois l’énergie consommée par tous les humains en une année entière. Ce chiffre donne encore le vertige… nous pouvons donc continuer à le rendre plus concret : il suffirait de capter l’énergie reçue par 5 000 kilomètres carrés de la surface de la terre pour répondre à tous nos besoins énergétiques. Cela représente 3 % de la surface terrestre, ou 1,4 % de la surface des océans.
Les calculs ci-dessus sont très rudimentaires. Ils reposent sur l’hypothèse que 100 % de l’énergie reçue par la planète atteint la surface (une partie est réfléchie par l’atmosphère elle-même) et que nous pourrions, d’une manière ou d’une autre, transformer 100 % de cette énergie lumineuse en une autre forme d’énergie utilisable. Ces deux hypothèses sont fausses. Cependant, il ne faut pas se laisser aveugler par les arbres : s’il existait une technologie permettant d’exploiter la lumière pour produire de l’énergie, une zone relativement petite de la planète suffirait à faire fonctionner l’ensemble de la planète..
Il est évident que cette technologie existe. En fait, et curieusement, Einstein a reçu le prix Nobel pour l’avoir découverte (et non pour d’autres réalisations telles que la théorie de la relativité). Dans ses travaux sur l’effet photo-électrique, Einstein explique comment le rayonnement peut libérer des électrons de certains matériaux. L’application de cette théorie a permis, entre autres, la construction de panneaux solaires.
Un panneau solaire ou une cellule solaire est un dispositif capable de générer un courant électrique à partir du rayonnement solaire. En d’autres termes, il s’agit de convertir la lumière en électricité. Vous les connaissez grâce aux calculatrices et aux cadrans solaires, mais aussi parce que vous en voyez de plus en plus sur les toits. Ce que vous ne savez peut-être pas, c’est que la raison de leur utilisation généralisée est que leur prix et leur performance se sont améliorés pour faire de l’énergie solaire une alternative capable d’alimenter des objets bien plus puissants qu’une calculatrice ; d’alimenter des maisons, des entreprises et des pays entiers.
En fait, et bien que les estimations varient d’une étude à l’autre, si l’humanité devenait neutre en carbone d’ici 2050, lesidéalement, le solaire devrait représenter au moins 20 % de la production totale d’énergie.ce qui équivaudrait à réduire les émissions de CO2Vous pensez que c’est impossible ? En Espagne, et assez souvent, l’énergie solaire est déjà la principale source d’énergie pendant une centaine d’heures par an.avec des parts approchant les 50 % de la demande totale d’énergie. Et nous n’en sommes qu’au début.
L’installation solaire typique
Contrairement aux alternatives qui nécessitent des investissements importants, comme l’énergie nucléaire, l’énergie solaire peut atteindre un degré brutal de capillarité. Chaque bâtiment possède généralement un toit, ce qui fait de chaque bâtiment une centrale électrique potentielle.
Une installation solaire typique commence par un ensemble de panneaux solaires bien orientés.. Pour vous donner une idée, un panneau solaire mesure généralement moins de 2 mètres carrés, mais est capable de générer environ 500 watts d’énergie. Cela signifie qu’un ménage moyen dispose de 5,4 kW d’énergie contractée (un chiffre qui n’est pratiquement jamais utilisé), pourrait satisfaire ses besoins maximaux en électricité avec seulement 10 panneaux solaires.. La capacité à couvrir la demande maximale d’électricité de la maison est la norme pour les installations solaires.
Les panneaux solaires sont constitués de cellules solaires, et chaque cellule produit de l’électricité à une tension très faible et en courant continu. Cependant, tout comme les batteries des voitures électriques, de nombreux panneaux peuvent être connectés en série pour atteindre des tensions élevées.
Qu’il s’agisse d’une petite installation ou d’une centrale photoélectrique, les panneaux sont connectés à un dispositif appelé onduleur qui reçoit le courant continu des panneaux et le prépare pour une utilisation ultérieure. Cette utilisation peut consister, par exemple, à couvrir la demande d’énergie de la maison. Dans ce cas, l’onduleur produit du courant alternatif à 230 volts et 50 Hz, ce qui est identique à l’électricité fournie par nos fournisseurs d’électricité.. Si la demande de la maison est supérieure à la production solaire, une partie de l’énergie est fournie par la compagnie d’électricité. Si la production solaire est supérieure, nous avons la possibilité de produire moins, de vendre notre surplus à la compagnie d’électricité … ou de stocker cette énergie.
Évidemment, il y a des difficultés. Il y a des nuits. Il y a aussi les jours nuageux. Et bien sûr, il y a les bâtiments résidentiels, qui n’ont souvent pas assez de toits. pour couvrir les besoins énergétiques de tous les logements situés en dessous. Mais tous ces problèmes peuvent être résolus.
Combler le fossé
Heureusement, même si l’énergie solaire n’est pas la solution parfaite dans tous les cas, de plus en plus de solutions sont disponibles pour faire taire l’armée des beaux-frères qui crient haut et fort « mais il ne fait pas toujours beau ». En effet, notre beau-frère a raison : il ne fait pas toujours beau.
Le premier pas vers la résolution des problèmes est de stocker l’énergie solaire produite. Il existe diverses solutions exotiques (par exemple, des volants d’inertie tournant à grande vitesse dans le vide), mais on utilise généralement une batterie stationnaire (parce qu’elle est boulonnée au mur).
Le Powerwall de Tesla est un exemple comme un autre de ce type de batterie. Ce n’est pas la plus abordable, mais c’est probablement la plus esthétique et la plus connue, c’est pourquoi nous l’utiliserons comme exemple. Une Tesla Powerwall 3 offre une capacité de 13,5 kWh, peut fournir jusqu’à 11 kW de puissance et est capable de couvrir la quasi-totalité des besoins énergétiques d’une maison de taille moyenne dotée d’un système de chauffage, de ventilation et de climatisation efficace. Elle coûte environ 10 000 euros, mais il est possible de trouver la même chose chez des marques plus populaires comme Huawei pour environ la moitié du prix. Un prix qui, soit dit en passant, est en forte baisse.
Dans l’ensemble, chaque kW de capacité solaire tend à coûter entre 2 000 euros (sans stockage) et environ 3 500 euros (avec stockage). Dans le cas le plus ambitieux, qui consiste à fonctionner en mode insulaire, sans dépendre d’un approvisionnement extérieur en électricité, un ménage devrait investir 15 000 euros dans une installation photovoltaïque. Avec une facture d’électricité de 100 euros par mois, elle serait amortie en 12 ans. Et s’il y a généralement une voiture électrique dans le ménage (dans quelques années, « électrique » risque de devenir redondant), le stockage peut devenir redondant : maintenir une maison chaude et éclairée est littéralement un jeu d’enfant pour la batterie d’une voiture électrique.
La communauté de l’énergie
Bien sûr, tout le monde ne vit pas dans une maison individuelle avec un garage et un immense toit à deux versants avec une orientation parfaite. En quoi cela est-il moins intéressant pour l’énergie solaire ? Aucun. Les grands immeubles résidentiels ont des coûts énergétiques élevés. Eclairage, ascenseurs, chaudières, pompes à eau… tout cela, plus une partie de la consommation « dormante » des logements (entre 150 et 300 watts pendant la période d’inoccupation). peut être couverte par le solaire et faire l’objet d’une réduction, soit sur la facture d’électricité, soit sur la facture de la collectivité.
Car les mathématiques sont un outil très puissant dans l’écosystème de l’électricité. Si je génère un kWh d’énergie et que je l’injecte « ici », vous pouvez l’escompter « là-bas ». Et vous pouvez être aussi sophistiqué que vous le souhaitez tant que cela ne nuit pas au fonctionnement du réseau. C’est quelque chose que l’on ne peut pas faire, par exemple, avec du mazout ou du gaz naturel.
Imaginez un bâtiment industriel qui consomme peu d’énergie, mais dont le toit est immense. Imaginez également un grand bâtiment résidentiel. Imaginons également que les deux bâtiments soient raccordés au même réseau. Pourquoi le bâtiment ne pourrait-il pas produire l’énergie qu’il consomme, en fonctionnant comme un seul élément ? C’est ce qu’on appelle l’énergie communautaire. En Espagne, à l’heure actuelle, les membres d’une communauté énergétique doivent être situés dans un rayon de 500 mètres. Au Portugal, et en basse tension, ce rayon est étendu à deux kilomètres.
En Espagne, il existe 2 500 centres urbains dont le diamètre est inférieur à deux kilomètres… qui pourraient fonctionner comme des communautés énergétiques avec des panneaux installés sur les meilleurs toits. Bien que cela représente 30 % des municipalités espagnoles, nous commentons ce chiffre simplement pour souligner la taille d’un cercle de deux kilomètres. En réalité, le nombre de communautés énergétiques n’est pas limité et elles peuvent se chevaucher. Alors pourquoi les grands câbles à haute tension doivent-ils pénétrer dans les villes ? La question n’est pas de savoir si le jour viendra où il faudra expliquer aux enfants ce qu’est une ligne à haute tension… mais quand ce jour viendra-t-il ?
