Le Soleil est à l’origine de presque toutes les énergies sur Terre. Que ce soit par l’action directe de son rayonnement ou par ses effets indirects. Ainsi, l’énergie éolienne est considérée comme « une énergie solaire indirecte » puisque le vent qu’elle utilise est un phénomène généré par l’activité solaire. Idem pour l’énergie hydraulique qui dépend du cycle de l’eau, créé par le soleil.

L’énergie solaire directe peut être valorisée de plusieurs manières : soit récupérée sous forme de chaleur (filière solaire thermique) soit convertie en électricité (filière solaire thermodynamique ou photovoltaïque). Les procédés de récupération sont nombreux et plus ou moins complexes.

La manière la plus simple (et la moins coûteuse) de profiter du Soleil est de se servir de son rayonnement naturel. C’est ce que l’on appelle le « solaire passif ». Une maison dite bioclimatique est conçue selon ce principe. Par son orientation, sa construction et ses vitrages, elle capte de manière optimale l’énergie solaire, sans procédé de transformation.

La filière thermique consiste, quant à elle, à récupérer la chaleur émise par les rayons du Soleil. Pour améliorer son rendement, les techniques de captage visent à accroître l’intensité du rayonnement. Les fourres solaires utilisent l’effet catalyseur des miroirs alors que les panneaux stockent la chaleur sous une surface vitrée.

Le solaire thermodynamique est une variante du solaire thermique qui utilise la chaleur du Soleil pour produire de l’électricité (par effet mécanique). Là encore, plusieurs techniques ont été mises au point (système parabolique, cylindro-parabolique et centrale à tour). Pour que le rendement électrique soit intéressant, il faut que le site d’exploitation soit suffisamment vaste et bien ensoleillé.

Reste le solaire photovoltaïque qui fonctionne selon un principe différent. Les capteurs des panneaux photovoltaïques sont composés de silicium (pour l’essentiel). Un matériau qui, par réaction à la lumière du soleil, produit un courant électrique. C’est le français, Alexandre Edmond Becquerel qui a découvert en 1839 l’effet photovoltaïque.

A l’origine, cette technique servait à alimenter en électricité les foyers isolés qui ne pouvaient pas être raccordés au réseau. Aujourd’hui, la production énergétique photovoltaïque peut y être intégrée. EDF a pour obligation de racheter les excédents de production à un prix plus élevé que celui du marché (de 30 à 55cts/kWh).

L’ensoleillement offre des potentialités de développement différentes selon les régions du monde. Les zones tropicales sont les plus propices car elles captent les rayons solaires de façon verticale. Le rayonnement y est plus concentré et donc plus intense. Mais l’intensité n’est pas le seul critère ; il faut également tenir compte de la durée d’ensoleillement et de la météorologie.

Le plus gros producteur d’énergie photovoltaïque est l’Europe avec 55% du cumul mondial (dont 46% pour l’Allemagne). Vient en deuxième position, le Japon avec 28%. Le cumul mondial de photovoltaïque installé en 2006 représente la puissance de 6 centrales nucléaires de 1 000 MW mais à peine la production d’énergie électrique d’une seule centrale nucléaire.

La France arrive en 5ème position en Europe derrière l’Allemagne, l’Espagne, l’Italie et les Pays-Bas. Mais rapporté au nombre d’habitants, elle n’est plus qu’en 12ème position avec 0,52 Watt crète (énergie maximale produite), loin derrière le Luxembourg (51 Wc) et l’Allemagne (37 Wc). La moyenne pour l’Europe est de 7 Wc.

L’irrégularité de l’ensoleillement constitue le principal défaut de l’énergie solaire. D’autant que les capteurs actuels ont un rendement assez faible. De l’ordre de 10 à 20% selon les techniques. Autre travers : le prix des équipements qui a tendance à augmenter compte tenu de la faiblesse de l’offre et des coûts du silicium pur.

La recherche s’oriente actuellement vers l’optimisation des techniques afin d’améliorer le rendement des capteurs. D’autres projets expérimentaux sont aussi à l’étude comme les « nanotechnologies solaires » ou les « panneaux solaires spatiaux » mais n’arriveront pas sur le marché avant quelques décennies.

En 2020, l’énergie solaire représentera 20% de la production d’énergies renouvelables de la France, elles-mêmes devant couvrir 21% de la production totale d’énergie, selon les engagements du protocole de Kyoto. L’Union Européenne soutient ces objectifs. Ci-dessus, la structure de la production électrique de la France en 2006. La part de l’énergie solaire est négligeable (0,1% des énergies renouvelables).