Le soleil est le moteur de presque tous les phénomènes naturels terrestres et celui de nombreux procédés à énergie renouvelable. Le soleil chauffe l’air et le fait monter et circuler, ce qui crée les courants de vent. De même, en faisant évaporer l’eau et en entraînant le cycle de l’eau, il permet aux rivières et à l’eau de surface de circuler. L’énergie solaire est la raison pour laquelle les éoliennes, les barrages hydroélectriques et de nombreux autres systèmes peuvent fonctionner. En plus de fournir l’énergie pour ces installations, l’énergie solaire peut servir à chauffer et à produire de l’électricité.
Solaire passif
Les dispositifs solaires passifs reposent sur l’utilisation directe de la chaleur produite par le soleil. Vous avez probablement déjà utilisé passivement le soleil sans vous en rendre compte, en faisant sécher des vêtements sur une corde à linge ou en laissant les stores ouverts une journée ensoleillée pour chauffer l’intérieur de la maison. Pour obtenir une maison solaire passive, il faut utiliser ce second principe et concevoir le bâtiment en conséquence. Les bâtiments fortement éconergétiques possèdent de grandes fenêtres au sud ou au sud-ouest (ou au nord, si vous vous trouvez dans l’hémisphère sud), qui permettent au soleil de chauffer une pièce. Ils disposent généralement d’une masse thermique — une construction volumineuse qui peut absorber et retenir la chaleur durant la journée, et la libérer lentement la nuit à mesure que la température baisse. Un exemple type de masse thermique est un plancher de béton. Si vous envisagez de construire une maison, utiliser le solaire passif vous aidera à réduire votre facture d’électricité tout au long de sa durée de vie.
Chauffage actif des locaux
Le chauffage actif des locaux requiert l’installation de capteurs solaires sur le toit du bâtiment ou dans un endroit ensoleillé à proximité. Ces capteurs sont généralement constitués de boîtiers noirs réfléchissants (de la taille de panneaux solaires) renfermant des canalisations peintes en noir également. Un fluide est envoyé dans les canalisations où il est chauffé par le soleil, avant d’être acheminé vers l’intérieur pour fournir de la chaleur. Le fluide peut être de l’air pouvant être distribué dans l’immeuble au moyen de ventilateurs. On peut aussi chauffer un liquide tel que de l’eau ou un frigorigène dans les capteurs solaires et l’emmagasiner dans un réservoir. La chaleur contenue dans le réservoir pourra alors être intégrée à la fournaise.
Chauffage solaire de l’eau
Le procédé utilisé pour chauffer de l’eau au moyen du soleil est semblable à celui employé pour le chauffage actif des locaux. L’eau est chauffée à l’intérieur des capteurs par le soleil, avant d’être acheminée vers un réservoir de stockage. Comme l’eau chaude est moins dense que l’eau froide, l’eau ainsi chauffée monte vers le haut du réservoir, où elle peut être puisée en vue de son utilisation. L’eau froide dans le bas du réservoir est ensuite pompée dans les capteurs solaires pour y être réchauffée. Les systèmes de chauffage solaire de l’eau sont souvent employés conjointement avec d’autres chauffe-eau. Cette association allège la charge des moyens de chauffage conventionnels et fait en sorte qu’il y a toujours de l’eau chaude quand on a besoin. Une autre application de ce procédé est le chauffage de l’eau des piscines extérieures.
Solaire photovoltaïque
Les cellules solaires photovoltaïques (PV) servent à produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire; c’est généralement à elles que l’on pense quand on imagine la production d’énergie solaire renouvelable. Composées de fines couches de silicium cristallin, elles sont regroupées pour former des panneaux solaires. Une batterie solaire est constituée de plusieurs panneaux PV. Lorsque les rayons solaires frappent les cellules, l’énergie lumineuse arrache des électrons au silicium. Cet arrachement et la circulation d’électrons qui s’ensuit créent de l’électricité utilisable. On peut faire varier les structures de silicium cristallin dans les cellules PV pour améliorer l’efficacité ou atténuer l’impact écologique pendant la fabrication. Les systèmes photovoltaïques produisent de l’électricité quand les rayons qui viennent les frapper créent suffisamment d’énergie, même par journée nuageuse.