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• Tout d’abord une réception plus élevée du rayonnement solaire de par sa position ( dans l’espace ) puisque les rayons solaires ne sont pas atténués par la couche d’ozone et les gaz de notre atmosphère.
• Ainsi les centrales solaires satellisées necessitent donc moins de place que les panneaux solaires terrestres. De plus, l’espace est un emplacement quasi-illimité où la production d’énergie ne prendra pas la place d’autres ressources ( production alimentaire ou industrielle ).
• Il s’agit donc d’une source d’énergie inépuisable et constante puisque il n’y a plus d’obstacles susceptibles d’intercepter les rayons du soleil reçus par les panneaux solaires. Ainsi les centrales solaires satellisées ne sont pas affectées par les dégradations météorologiques, de plus la durée d’ensoleillement est beaucoup plus importante dans l’espace que sur terre permettant un apport énergétique supplémentaire non négligeable.
• Les Centrales Solaires Spatiales offrent donc quelques perspectives de transformation moralement acceptable ainsi que des opportunités de redéploiement d’activité à partir des infrastructures techniques existantes, dans les contextes économiques et politiques actuels.

Toutefois, il persiste un grand défaut :

• En effet, les coûts sont assez élevés pour décourager le secteur privé et le secteur public d’investir dans ce domaine. Le coût le plus important est celui du transport du matériel et des dispositifs à bord de la navette spatiale c’est-à-dire 20 000 dollars par kilo de matériel. Les partisans de l’énergie solaire spatiale estiment que ce projet pourrait devenir rentable si l’on pouvait abaisser les frais de transport à 200 dollars par kilogramme et les frais de montage en orbite à moins de 3 500 dollars par kilogramme.
• Il est donc peu probable que l’on puisse y parvenir de sitôt. La construction d’un lanceur réutilisable permettrait de réduire considérablement les coûts mais exigerait cependant certains investissements du secteur public, a précisé M. Mankins le directeur de l’ étude menée par  la NASA sur les centrales solaires spatiales. Toutefois, un projet de démonstration d’une centrale solaire spatiale pourrait contribuer à convaincre les sceptiques et à fournir de bonnes justifications sur le plan politique pour de tels investissements. M. Mankins estime probable que Washington reprenne l’idée de centrales solaires spatiales grâce à la multitude de ses avantages et de ses applications, dont l’une serait de fournir de l’énergie aux engins spatiaux et aux installations d’exploitation commerciale des ressources spatiales constituant ainsi une économie capitale en ce qui concerne les coût utilisés dans les missions spatiales.

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Des chercheurs américains ont donc proposé à cet effet de placer sur orbite d’énormes satellites, qui seraient des structures gonflables dotées de panneaux photovoltaïques et d’antennes. Des stations de réception au sol transformeraient l’énergie transmise par des micros ondes ou par laser, en électricité, voire en carburants synthétiques, qui contrairement à l’électricité produite par les stations solaires terrestres, alimenterait le réseau électrique quelles que soient les saisons, les conditions météorologiques ou les zones géographiques.

Au milieu des années 1990, une étude de la NASA a abouti à l’établissement d’un plan de recherche et de développement adopté par le Conseil national de la recherche. Les auteurs de cette étude ont envisagé de placer sur orbite géostationnaire, d’ici à 2050, plusieurs dizaines de centrales solaires capables de transmettre de 2 à 5 gigawatts d’électricité à de multiples stations de réception au sol. Toutefois ce projet n’eu aucune suite pour la simple raison qu’aucun organisme n’est chargé à la fois de programmes spatiaux et de la sécurité énergétique.

Pourtant, ces dernières années, le monde a fait des progrès techniques immenses dans le domaine des programmes spatiaux et de la sécurité énergétique. Par exemple, le rendement des centrales solaires et de la transmission de l’électricité sans fil a plus que quadruplé, ce qui a permis de réduire fortement la taille et le coût des centrales solaires.

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Les avantages :

• D’un point de vue écologique, les panneaux solaires sont une énergie propre non polluante pour l’environnement. Aucun gaz à effet de serre n’est rejeté et il n’y a aucun déchet radioactif produit (En France, 85.7% de l’énergie provient du nucléaire).
• L’énergie solaire est inépuisable, contrairement aux énergies fossiles comme le charbon ou le pétrole qui sont pourtant encore plus utilisés que l’énergie solaire.
• Pour les endroits isolés ou les petites installations, rien de tel que les panneaux solaires pour les rendre autonomes. En effet, raccorder un site au réseau EDF coûte 30 000 €/km.
• Les panneaux solaires, une fois installés, demandent très peu d’entretien et l’énergie est produite sans action de l’homme.
• L’énergie solaire est subventionnée par l’État. Dans le cas d’une installation domestique, jusqu’à 60% du coût de l’installation peut être remboursée.
• De plus, les panneaux solaires ne sont encore que peu utilisés et ont une forte marge d’évolution ainsi qu’un avenir prometteur, les panneaux solaires peuvent donc représenter un très bon investissement pour des particuliers.
• Les panneaux solaires restent silencieux et non dérangeants pour les riverains voisins, ce qui n’est pas le cas de toutes les sources d’énergie.

Mais pourquoi avec tant d’avantages les panneaux solaires ne sont que peu utilisés ?

Les limites :

Hééé oui! Les panneaux solaires possèdent également des limites ou des inconvénients…

• Tout d’abord la taille des installations : il faut en effet de grandes superficies de panneaux solaires pour produire de l’énergie. En outre un panneau solaire a une durée de vie de 25 ans environ, au-delà, les rendements diminuent rapidement. De plus, il faut 3 ans au panneau pour produire l’énergie qui a été utilisée pour sa construction.
• L’énergie solaire n’est pas compétitive lorsqu’il s’agit de production importante d’énergie. En effet, certaines énergies comme le nucléaire sont beaucoup plus rentables financièrement. Tous les besoins énergétiques mondiaux ne peuvent donc pas être fournis par l’énergie solaire.
• Un autre inconvénient constitue la production irrégulière d’énergie, à cause du temps. Les panneaux produisent beaucoup l’été mais les besoins sont faibles. Au contraire, la production d’énergie en hiver est plus faible alors que les besoins sont élevés. De plus l’énergie solaire ne produit qu’en journée et en fonction de la météo, et non en fonction des besoins énergétiques. Il faut donc investir dans des moyens de stockage de l’énergie qui coûtent très cher.
• Le coût élevé des panneaux solaires mais également des installations nécessaires comme les moyens de stockage de l’énergie constituent d’ailleurs un des plus gros points faibles des panneaux solaires.

• Les panneaux à mode passif: ces types de capteurs solaires thermiques utilisent l’effet de serre. Les rayons du soleil traversent une grande baie vitrée pour après être absorbés par un mur ayant une grande capacité thermique le réchauffant par la même occasion. Celui restitue ensuite la chaleur pendant la nuit.  
• Les panneaux à mode actif: ces types de capteurs solaires thermiques utilisent également l’effet de serre mais dans des proportions différentes. Dans ce système, la chaleur est captée grâce à un fluide colporteur constitué d’eau et d’antigel, qui s’échauffe en circulant dans un matériau absorbant situé sous le vitrage. Le fluide laisse ensuite pénétrer la lumière solaire et minimise les pertes par rayonnement infrarouge de l’absorbeur en utilisant l’effet de serre. Le vitrage permet en outre d’éviter les échanges de chaleur avec l’atmosphère et donc leurs pertes. Plus le revêtement aura un coefficient d’absorption élevé et un coefficient d’émission faible plus le capteur solaire sera performant. Sa performance sera également plus élevée si la face arrière est isolante.

Des systèmes peuvent combiner le chauffage de l’eau sanitaire et le chauffage des locaux pour l’habitat individuel. Grâce à un plancher solaire, l’eau chauffée par les capteurs est acheminé avec un module de transfert dans un plancher chauffant des basses températures. Pour fournir un chauffage contant le plancher utilise l’inertie et sa capacité de stockage de la dalle en béton ; on peut également utiliser un réservoir d’eau chaude. Les installations sont prévues pour couvrir 30 à 70% des besoins annuels en chauffage et eau chaude. La surface des capteurs est étudiée pour avoir une productivité de l’ordre de 350 à 400 kWh/m² par an. Et elle est en moyenne de 15 m² pour une maison disposant de 100 m² de planché. 

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Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme

En effet l’énergie ne peut qu’être modifiée sous une autre forme d’énergie (thermique ou cinétique par exemple). Il existe deux types d’énergies : l’une est liée à la tension (l’énergie stockée) et l’autre, appelée énergie libre est liée au mouvement. L’énergie libre peut être trouvée sous différentes formes tel que l’énergie cinétique (ou énergie mécanique), thermique, électrique, rayonnante. L’énergie cinétique représente le mouvement des molécules d’un corps. L’énergie thermique correspond à la chaleur dégagée par un corps, c’est là la manifestation macroscopique du mouvement moléculaire. Quand il n’y a plus du mouvement la matière est figée soit le 0 absolu      (-273,15 degrés Celsius ou 0 kelvin). L’énergie électrique est le déplacement de particules chargées négativement appelées électrons, cette énergie peut être canalisée pour produire un courant électrique. L’énergie rayonnante provient du déplacement de particules d’énergie de masse nulle, appelées photons, c’est la lumière. Elle peut être visible ou invisible (ondes gamma, rayon X…). C’est particules ce déplacent à la vitesse de la lumière soit 300 000 m/s et sont aujourd’hui devenues une source d’énergie renouvelable qui peut être canalisée par des panneaux solaires pour être ensuite transformée en énergie électrique.

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Le Soleil est une étoile quelconque, mais, pour la vie sur Terre, sa présence est indispensable. Constitué en majeure partie d’hydrogène, le noyau du soleil est le siège de réactions thermonucléaires  qui produisent surtout de l’hélium et un rayonnement sous une  température de plusieurs dizaines de millions de degrés. Une grande partie du rayonnement se situe dans le domaine  de la lumière visible (0,4 micromètres  (µm) à 0,8 micromètres de longueur  d’onde). Le reste se  situe  essentiellement dans le domaine des  infrarouges  (longueur d’onde supérieure à 0,8 micromètres) et une faible  partie dans celui des ultraviolets  (longueur d’onde inférieure à 0,4 micromètres). En traversant l’atmosphère, une bonne part du rayonnement est absorbée avant de parvenir à la surface de la Terre. Cependant, l’énergie solaire reçue par la Terre représente par année près de 15 000 fois la totalité de la consommation  énergétique mondiale actuelle.        

Pourtant les trajets du rayonnement solaire dans l’atmosphère varient en fonction de la journée. En effet la forme sphérique de la Terre, sa rotation, l’inclinaison de son axe de rotation et son mouvement de révolution autour du soleil, déterminent la distribution du rayonnement. L’insolation d’une région dépend donc de sa latitude, de la saison, des conditions météorologiques et de l’heure de la journée ainsi que d’une multitude d’autres facteurs.

Pourtant cet apport fantastique d’énergie n’est que très peu exploité par les hommes, en effet les énergies  principalement utilisées actuellement sont les énergies fossiles qui nous ont permis  d’améliorer considérablement la production industrielle et donc de développer l’industrie donnant ainsi un niveau de vie très confortable à une grande partie des habitants de la planète. Mais comme leur nom l’indique, ces énergies ne sont pas illimitées  et  disparaitront forcément un jour. Les scientifiques se sont donc fixé des défis tels que la découverte de l’espace ou la recherche  d’énergies  renouvelables dans le but de pouvoir conserver  notre mode de vie le plus longtemps possible. Aujourd’hui, l’énergie  éolienne et l’énergie solaire  constituent les axes majeurs de recherches sur les énergies  renouvelables avec  notamment l’utilisation des éoliennes et des panneaux solaires.    

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