L'utilisation de l'énergie solaire remonte à l'Antiquité, alors que les Grecs allument laflamme olympique grâce à un système demiroirs concentrant les rayons duSoleil, appeléskaphia[3].
Les années 1870-1880 voient en France l'émergence d'un premier « imaginaire solaire », selon les termes de l'historien des techniquesFrançois Jarrige. L'ingénieur françaisAugustin Mouchot est l'inventeur en 1868 d'un des premiersmoteurs solaires. Son travail est présenté àNapoléon III[8] et il publie un ouvrage dans lequel il « invente » intellectuellement les usages modernes de l'énergie solaire[9][réf. incomplète]. Il perfectionne son moteur grâce à des fonds publics et un séjour en Algérie au titre de l’instruction publique. Son grand réflecteur, exposé aupalais du Trocadéro lors de l'Exposition universelle de 1878, permet de chauffer de l'eau grâce à des réflecteurs solaires et de « faire travailler cette vapeur ». Pionnier reconnu notamment par l’Académie des sciences, il bénéficie d’une audience internationale et travaille également sur la cuisson solaire[10][réf. incomplète].
Il faut attendre près d'un siècle pour que les scientifiques approfondissent et exploitent ce phénomène physique. En 1875,Werner von Siemens publie un article sur l'effet photovoltaïque dans lessemi-conducteurs ; en 1887,Heinrich Hertz présente sa compréhension du phénomène dans lesAnnalen der Physik[12].
En 1916,Robert Andrews Millikan est le premier à produire de l'électricité avec unecellule solaire[13], cependant le rendement est insuffisant. En 1954,Gerald Pearson, Darryl Chapin et Calvin Fuller réussissent à produire des cellules atteignant un rendement de 6 %, grâce à du silicium dopé, c’est-à-dire contenant une petite proportion d’un autre élément, par exemple du phosphore[14]. LesLaboratoires Bell construisent le premierpanneau solaire, mais il est trop coûteux pour être produit en série. C'est laconquête spatiale qui fait réellement progresser l'énergie solaire ; le panneau solaire est le seul moyen non-nucléaire d'alimenter des satellites en énergie, de plus l'énergie solaire est une source d'énergie constante pour les satellites en orbite. De fait, c'est en 1958 qu'a lieu le premier lancement d'un satellite fonctionnant à l'énergie photovoltaïque[14]. L'industrie spatiale investitbeaucoup de fonds[réf. souhaitée] dans le développement des panneaux solaires.
Les recherches ont permis d'augmenter l'efficacité des cellules photovoltaïques. En 2023, des cellules tandem pérovskite-silicium ont atteint un rendement de 33,7 %, contre environ 15 % pour les cellules traditionnelles au silicium[réf. nécessaire]
Le coût de production de l'électricité solaire a considérablement diminué. Selon l'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), le coût moyen pondéré mondial de l'électricité solaire photovoltaïque a chuté de 82 % entre 2010 et 2020, passant de 0,378 USD/kWh à 0,068 USD/kWh[15].
L'énergie solaire est devenue l'une des sources d'électricité à la croissance la plus rapide. En 2022, la capacité mondiale installée de solaire photovoltaïque a atteint 1 000 GW, contre 40 GW en 2010[16].
Des innovations telles que les panneaux solaires bifaciaux, qui captent la lumière des deux côtés, et les systèmes de suivi solaire, qui orientent les panneaux vers le soleil tout au long de la journée, ont amélioré la production d'énergie. De plus, l'intégration de l'intelligence artificielle permet une gestion optimisée des systèmes solaires[17].
Malgré ces progrès, des défis subsistent, notamment en matière de stockage de l'énergie pour pallier l'intermittence de la production solaire et l'intégration des installations solaires dans les réseaux électriques existants. Des recherches sont en cours pour développer des solutions de stockage plus efficaces et des réseaux intelligents[18].
Répartition quotidienne moyenne de l'énergie solaire reçue au sol sur Terre. Les disques noirs représentent la surface nécessaire pour satisfaire toute la demande énergétique de la planète en 2007 au moyen de capteurs photovoltaïques d'une efficacité de 8 %.
L'énergie solaire totale absorbée chaque année par l'atmosphère terrestre, les océans et les masses terrestres est d'environ 122 PW·an, soit 3 850 zettajoules (1021 joules, ou ZJ)[24]. En 2002, cela représente plus d'énergie en une heure que la consommation humaine sur une année[25],[26]. Pour comparaison, le vent contient 69 TW·an, soit 2,2 ZJ[27] et laphotosynthèse capture environ 95 TW·an, soit 3 ZJ par an dans labiomasse[28]. La quantité d'énergie solaire atteignant la surface de la planète est si importante que, en un an, elle représente environ deux fois l'énergie obtenue à partir des ressources non renouvelables de la Terre — charbon,pétrole,gaz naturel eturanium combinés — exploitées de tout temps par l'homme[29]. L'énergie totale utilisée par l'homme représente en effet, en 2005, 0,5 ZJ[30], dont 0,06 ZJ sous forme d'électricité[31].
Le rayonnement solaire est absorbé par la surface terrestre, les océans — qui couvrent environ 71 % du globe — et l'atmosphère. L'air chaud contenant l'eau évaporée des océans s'élève, provoquant unecirculation atmosphérique ou uneconvection. Lorsque l'air chaud atteint une altitude élevée, où la température est basse, la vapeur d'eau se condense en nuages, puis s'écoule sur la surface de la Terre sous forme depluie, complétant ainsi lecycle de l'eau. Lachaleur latente de la condensation de l'eau réchauffe à son tour l'air ambiant et amplifie la convection, produisant des phénomènes atmosphériques tels que levent, lescyclones et lesanticyclones[32]. Le rayonnement solaire absorbé par les océans et les masses terrestres représente environ 240 W/m2 et, ajouté à l'effet de serre, maintient la surface à une température moyenne de14 °C[33]. Parphotosynthèse, les plantes vertes convertissent l'énergie solaire en énergie stockée chimiquement, qui produit de la nourriture, du bois et labiomasse dont sont dérivés les combustibles fossiles[34].
Ainsi le flux maximum d'énergie solaire reçu au sol terrestre se trouve-t-il sous les tropiques secs (ou arides), c'est-à-dire dans les déserts chauds où les conditions météorologiques et géographiques sont optimales : basse latitude, vaste espace, ensoleillement ininterrompu, ciel clair, grande sécheresse de l'air. LeSahara, le plus grand désert chaud du monde, est la région de la Terre qui reçoit le plus amplement la chaleur et la lumière du Soleil[38]. C'est en effet la contrée du globe où ladurée de l'insolation moyenne est la plus élevée (jusqu'à 4 300 h/an soit entre 97 et 98 % du jour)[39] et où l'irradiation solaire moyenne est la plus grande, qui atteint plus de 280 W/m2 en moyenne sur l'année[40],[41].
Or, les régions les plus ensoleillées sont rarement les plus consommatrices d'énergie. Lerapport solaire, défini comme l'énergie solaire reçue rapportée à l'énergie consommée localement, atteint ainsi à peine 100 pour les pays les plus consommateurs, mais plus de 10 000 pour certains pays du tiers monde. Si l'on tient compte de l'efficacité relativement faible des capteurs solaires, il ressort que l'énergie solaire représente un gisement considérable pour lespays en développement, tandis qu'elle ne peut répondre que marginalement à la consommation despays développés[42].
La collecte et le transport d'énergie depuis le Sahara vers les pays développés est donc envisagée. Elle bute néanmoins sur des obstacles techniques et politiques, et les projets commeDesertec ne sont pas encore d'actualité[43]. Au contraire, les zones développées, à la consommation importante et disposant de la technique requise, voient des réalisations de plus en plus importantes apparaître à leurs confins. Ainsi, dans ledésert des Mojaves (Californie etArizona) se trouvent lesplus grandes centrales solaires thermodynamiques au monde, notamment la centrale solaireSEGS, d'une puissance totale de 354 MW[44]. Par ailleurs, l'utilisation detraqueurs solaires permet d'augmenter considérablement le potentiel de l'énergie solaire dans des régions plus éloignées de l'équateur[45], tandis que la reconversion d'ombrières de parking encentrales électriques solaires et l'utilisation detoits d'habitations permet de répondre aux problèmes de place[46].
En 2000, leProgramme des Nations unies pour le développement et leConseil mondial de l'énergie ont publié une estimation de l'énergie solaire pouvant potentiellement être utilisée par les êtres humains chaque année, qui tient compte de facteurs tels que l'ensoleillement, la couverture nuageuse et les terrains utilisables par les humains. Selon elle, d'ici 2100, 70 % de l'énergie consommée sera d'origine solaire[47].
Les techniques pour capter directement une partie de cette énergie peuvent être classées entre solaire « thermique » et solaire « électrique », que l'on oppose parfois à propos de la production de chaleur, mais qui peuvent aussi être complémentaires[48].
L'habitat passif comprend les bâtiments dont les dépenses d'énergie de chauffage sont réduites d'environ 80 % par rapport aux maisons neuves construites selon les normes allemandes d'isolation thermique de 1995[réf. nécessaire]. L'énergie solaire passive permet donc de chauffer tout ou partie d'un bâtiment pour uncoût proportionnel quasi nul, en tirant parti des conditions d'un site et de son environnement, selon les principes de l'architecture bioclimatique[réf. nécessaire]. Ces techniques sont développées dans l'écoquartier à énergie positive de Fribourg en 1996 ; il produit alors plus d'énergie qu'il n'en consomme.
L'utilisation de l'énergie solaire pour la cuisson des aliments, au-delà d'être gratuite et abondante sur certaines zones géographiques, permet également de réduire ladéforestation dans certains pays où lacuisine au bois et au charbon est la norme[50].
Différents types de cuisinières et fours solaires
Gâteau dans un four solaire Global Sun Oven, simple à produire enautoconstruction.
Four solaire parabolique Alsol 1.4.
Cuisinière solaire.
Four solaire de campagne (hauts-plateaux tibétains).
En 2019, les installations photovoltaïques existantes assurent 2,5 % de la production mondiale d'électricité et les centrales solaires thermodynamiques 0,05 %[51]. L'Agence internationale de l'énergie prévoit en 2014 que l'énergie solaire produira 16 % de l'énergie électrique mondiale en 2050[52].
Le terme « photovoltaïque » peut désigner le phénomène physique d'effet photovoltaïque ou la technique associée. L'énergie solaire photovoltaïque est l'électricité produite par transformation d'une partie durayonnement solaire par unecellule photovoltaïque. Plusieurs cellules sont reliées entre elles dans unmodule photovoltaïque, puis les modules sont regroupés pour former despanneaux solaires, installés chez un particulier ou dans unecentrale solaire photovoltaïque. Après transformation encourant alternatif grâce à unonduleur, l'installation solaire peut satisfaire un besoin local (en association avec un moyen destockage) ou être injectée dans un réseau de distribution électrique (le stockage local n'étant alors pas nécessaire).
À l'échelle des villes, descadastres solaires, établis à l'aide de modèles 3D, permettent d'optimiser le positionnement des panneaux solaires[60].
En 2020, la part mondiale d'électricité produite par le photovoltaïque a été de 3,1 %[61].
Solar impulse I. Sept années de calculs, de simulation, de construction et d'essai ont été nécessaires aux80 ingénieurs et techniciens de l'équipe pour mettre au point ce premier prototype, qui bénéficie d'une multitude d'innovations techniques, notamment dans le domaine de la capture et dustockage de l'énergie solaire et dans celui des matériaux de structure et d’équipement.
La recherche dans le solaire photovoltaïque porte surtout sur l'augmentation durendement de conversion, sur l'abaissement du coût de fabrication des cellules et sur l'hybridation avec le solaire thermique[66].
Le prix des modules solaires a chuté de 99,7 % de 1975 à 2021.
L’énergie solaire est relativement économique, facilement disponible, renouvelable et aisément transformable. La production d’électricité photovoltaïque n’a pas d’impact sur l’environnement, si l’on ne considère que la phase d’usage des modules photovoltaïques. Toutefois, la fabrication du matériel qui constitue le générateur photovoltaïque nécessite de l’énergie grise. Un module photovoltaïque met de un à trois ans pour produire l’énergie qui a été utilisée pour le fabriquer (encadrement compris) et sa durée de vie est de25 ans au moins. Il est possible d’ajouter à une installation solaire des batteries pour stocker l’électricité produite et la rendre disponible à tout moment, même en dehors des périodes de production (nuit…), mais les batteries restent onéreuses et peuvent doubler le coût d’une installation photovoltaïque de petite puissance[67].
La filière solaire française a pâti, tout comme son homologue allemande, de la baisse du prix d'achat de l'électricité produite par énergie solaire :Photowatt, leader du secteur installé àBourgoin-Jallieu (Isère) employant plus de400 salariés, a été contraint dedéposer le bilan en avant d'être rachetée par EDF Énergies Nouvelles Réparties en[72].
Un des 17 objectifs de développement durable desNations unies est d’assurer l’accès à l’énergie renouvelable pour tous[73]. Ces objectifs visent à encourager ledéveloppement durable dans le monde d’ici 2030. De plus, leTraité de Lisbonne, entré en vigueur au, comprend un chapitre sur l'énergie renouvelable en Europe[74]. Afin d’atteindre les objectifs formulés dans le cadre de ce traité, divers pays développent des textes de loi et des réglementations, parmi lesquels certains promeuvent la production d’électricité produite à partir depanneaux solaires et son rachat par les agences gouvernementales. LaFrance, leRoyaume-Uni et laSuisse ont des programmes législatifs et des soutiens gouvernementaux différents.
En France, un exemple d’initiative gouvernementale pour l’encouragement de l’énergie solaire est laloi Énergie Climat, adoptée le, qui vise à diminuer la dépendance nationale aux énergies fossiles et encourage à cette fin l'utilisation d'énergies renouvelables et notamment solaire[75]. Cette loi a entraîné la modification de deux articles duCode de l’urbanisme, créant de nouvelles opportunités en matière d’installations photovoltaïques :
l’article L111-7 38 permettant la construction d’une infrastructure de production d'énergie solaire installée sur des parcelles déclassées ou aires de repos, de service ou de stationnement des axes routiers[75] ;
La réglementation en matière de pose de panneaux solaires dépend de la localité concernée (région, département, commune) et des critères esthétiques, propres à ces localités, peuvent contraindre cette installation. Leplan local d'urbanisme (PLU) aide les citoyens à savoir si et comment ils peuvent poser des panneaux solaires sur leurs maisons. Le document précise ainsi par exemple qu’il est interdit de faire poser des panneaux solaires sur unbâtiment listé au patrimoine national ou comme héritage local.
Au Royaume-Uni, leEnergy Entrepreneur Fund, un fonds soutenu majoritairement par l’État soutient le développement de technologies, de produits et de processus dans le domaine de l’énergie renouvelable. Il recherche les meilleures idées des secteurs privé et public en privilégiant le soutien aux petites et moyennes entreprises. Entre 2012 et 2020, ce fonds a investi75 millions de livres dans plus de130 sociétés[82].
Dans de nombreux pays d’Afrique, des dispositifs de soutien au solaire se retrouvent aussi, souvent sous forme de projets et d’initiatives soutenus par laBanque mondiale, laBanque africaine de développement et l’Union européenne. L’Alliance solaire internationale (ASI) a été lancée par la France et l’Inde et comporte47 membres, dont plus de la moitié sont des États africains. Son premier axe de travail est l'amélioration des cadres réglementaires dans le cadre de l’énergie solaire. L’ASI a lancé depuis 2018 des programmes de soutien pour les réseaux à échelle locale et les toitures solaires. Un autre programme, « Terawatt Initiative », a été lancé en 2015, porté par des entreprises privées commeEngie,Total,IBM, et cherche à structurer le dialogue entre les États et les secteurs privés pour déployer un térawatt de capacité photovoltaïque dans le monde d’ici à 2030[84].
L’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), fondée en 2011, rassemble159 États. Elle vise à faciliter la création de projets en mettant des outils à disposition (Project navigator,Marketplace) et des aides financières.
Pour la totalité des descriptifs de soutiens gouvernementaux européens, un outil de recherche sur les dispositifs de soutiens aux énergies renouvelables a été créé par laCommission européenne[85].
Facteurs favorisant ou contraignant le déploiement
Dans une étude menée enSuède entre 2008/2009 et 2014/2016 évaluant la perspective des propriétaires, les motifs principaux avancés pour acheter et installer despanneaux solaires sont la volonté de diminuer l’impact environnemental du foyer et d’économiser de l’argent en achetant moins d’électricité. Les possesseurs de panneaux solaires souhaitent ainsi dans l’idéal subvenir à leurs propres besoins énergétiques. Toutefois, les lois en Suède stipulent pour la période 2008/2009 que produire de l’électricité sur sa propriété est synonyme d’activité économique, et que des taxes s’imposent donc, représentant un premier frein à l’achat de ces dispositifs[86].
Un problème administratif est également évoqué : les propriétaires jugent manquer d'informations fiables et non biaisées. Les autorités locales sont mal informées et ne peuvent pas répondre aux questions que posent les propriétaires sur les potentiels avantages (économiques notamment) à devenirprosommateur[86].
L'achat de panneaux solaires est relativement simple : il peut se faire sur Internet, mais l'installation pose divers problèmes, car les propriétaires ne peuvent souvent pas procéder à l'installation eux-mêmes, au risque d’entraver le fonctionnement optimal du dispositif. De plus, l'installation requiert un changement ducompteur électrique qui mesure la quantité d'électricité consommée. L'électricité produite en excès doit être décomptée, et certains compteurs électriques plus traditionnels ne peuvent tourner à l'envers. Ce remplacement est sur la période 2008/2009 à la charge des propriétaires.
Pour la période 2014/2016, les mêmes problèmes sont évoqués, avec un plus fort accent mis sur les problèmes administratifs : avant de devenir prosommateur, il faut remplir de nombreux contrats pour obtenir des subsides de l'État ou pour pouvoir revendre l'excès d'électricité produit aux compagnies électriques. Il faut également parfois obtenir unpermis de construire avant de pouvoir installer des panneaux solaires, démarche qui peut impliquer de longs délais.
Les modalités pour pouvoir revendre l'excédent produit sont contraignantes : par exemple, certaines compagnies d'électricité requièrent que le propriétaire soit déjà leur client avant l'acquisition de panneaux solaires[86].
Une solution proposée est destocker l'énergie pour la réutiliser en différé. Les infrastructures de stockage existantes sont cependant très coûteuses et nécessitent des conditions géographiques spécifiques. D'autres solutions seraient de construire des lignes à haute tension pour exporter les excédents solaires, mais ce serait politiquement risqué. Enfin, la solution principale est d'investir dans des stockages de grande taille, des réacteurs nucléaires flexibles ou des centrales solaires thermodynamiques dotées de capacités de stockage[88].
Une stratégie parallèle serait d'encourager la population à effectuer certaines tâches coûteuses en énergie le jour plutôt que la nuit, pareffacement de consommation. Un exemple est la recharge desvéhicules électriques, très consommatrice d'électricité. Inciter la population à recharger ses véhicules en plein jour permettrait de répondre à la demande en stockage d'énergie et d'équilibrer la surcharge du réseau aux pics de rayonnement solaire[88].
La politique actuelle de la Californie concernant le photovoltaïque, qui ne prévoit pas suffisamment de stockage, a pour conséquence directe une chute du prix de l'électricité, posant de grands problèmes aux entreprises concernées qui voient leurs profits diminuer, et décourageant l'investissement dans de nouveaux moyens de production ou de stockage[88].
Au niveau individuel, les citoyens expriment du scepticisme envers le financement direct de tels projets, l’investissement semblant important et les gains faibles à court terme. Une solution proposée par certains fournisseurs est l'installation sans frais des panneaux. Les résidents payent l'électricité produite chez eux à l'entreprise qui se charge du maintien des infrastructures. Un rachat des panneaux est possible ultérieurement. Cette stratégie permet de pondérer cet obstacle de l’investissement initial et facilite donc l’achat de panneaux solaires[89].
Les régions rurales despays en développement, principalement enAfrique mais également enAmérique latine, des régions généralement ensoleillées, offrent un grand potentiel pour l’énergie solaire. Cependant, de nombreux facteurs rendent son intégration socio-matérielle difficile.
Facteurs défavorables à l’échelle macroéconomique[90]: les institutions qui investissent dans l’énergie solaire et dans les énergies renouvelables en général sont rares. Le principal facteur est économique : le capital initial pour acquérir le matériel nécessaire est élevé, et le volume des ventes est faible. Le manque d’expérience à long terme pose des incertitudes quant à la performance de ces dispositifs relativement nouveaux. De plus, de nombreux gouvernements soutiennent massivement les énergies fossiles par des subventions. Au contraire, auKenya par exemple, en 2008, l’équipement solaire était toujours très taxé, et donc réservé aux ménages aisés. AuCameroun, en 2008 également, les politiques douanières compliquaient l'importation des équipements.
Facteurs défavorables à l'échelle microéconomique : le coût d'une installation photovoltaïque est un inconvénient majeur, étant cinq à dix fois plus élevé que pour une installation avec un générateur Diesel, par exemple[91]. À cela s'ajoutent des difficultés pour l'entretien des installations : l'accès aux pièces de rechange est plus difficile en l'absence de fabricants locaux. De plus, localement, personne n'a été formé pour réaliser l'installation ou l'entretien de ces dispositifs. Pour simplement entretenir une installation, il faut faire venir un technicien formé, installé en ville, ce qui augmente significativement le coût de la maintenance.
Un biais de genre a également été rapporté : dans les régions rurales, les femmes passent plus de temps que les hommes à pratiquer des activités requérant de l'énergie. Les hommes sont généralement responsables des décisions budgétaires, comme l'achat d'une installation solaire, et ils ne sont souvent pas prêts à investir leur capital dans des dispositifs dont l’utilisation bénéficierait principalement aux femmes[90]. Ce sont elles par exemple qui font la cuisine, ou fabriquent des vêtements, des tâches qui requièrent de l’énergie[92].
Cette section doit êtreactualisée. Des passages de cette section sont obsolètes ou annoncent des événements désormais passés.Améliorez-la oudiscutez-en.
Le principe d'une centrale électrique thermique solaire est de concentrer les rayons du Soleil, à l'aide de miroirs paraboliques, vers des tubes ou une chaudière contenant unfluide caloporteur. La chaleur ainsi récupérée est transmise à de l'eau. L'eau se transforme en vapeur, qui actionne uneturbine couplée à ungénérateur produisant de l'électricité.
Lespanneaux photovoltaïques convertissent lalumière du Soleil enélectricité. Des années 2000 à 2013, en France et en Belgique, grâce aux aides fiscales de l'État, les particuliers ont été de plus en plus nombreux à s'en équiper. En France, le producteur a le choix entre l'autoconsommation et la vente de l'intégralité de sa production àEDF, qui est tenue depuis 2002 d'acheter l'électricité d'origine renouvelable produite par les particuliers ou les collectivités.
À la suite d'une augmentation plus forte que prévu des demandes de raccordement d'installations photovoltaïques, un moratoire a été décidé en par l'État français pour les installations de plus de 3 kWc :« L'obligation de conclure un contrat d'achat de l'électricité produite par les installations mentionnées au 3° de l'article 2 du décret du 6 décembre 2000 susvisé est suspendue pour une durée de trois mois courant à compter de l'entrée en vigueur du présent décret. Aucune nouvelle demande ne pouvait être déposée durant la période de suspension »[95],[96], moratoire critiqué par les parties prenantes impliquées dans des opérations déjà lancées ou que l'État devait financer[97].
En 2010, l'Union européenne a produit 22,5 TWh d'énergie électrique photovoltaïque et a plus que doublé sa capacité installée par rapport à l'année précédente[98].
Une nouvelle génération de panneaux, ditpanneaux solaires hybrides, apparaît en 2010 sur le marché, produisant à la fois chaleur et électricité, avec un rendement photovoltaïque amélioré grâce au refroidissement du panneau et à lacogénération[réf. souhaitée].
Un enjeuprospectif, notamment identifié parJeremy Rifkin avec son concept deTroisième révolution industrielle, est d'associer unedomotique poussée à unréseau électrique intelligent (il parle d'un « Internet de l'énergie »), pour orienter le surplus d'électricité produite vers le besoin le plus proche et ainsi éviter lespertes en ligne ou liées austockage. Des ensembles de toitures solaires pourraient ainsi devenir l'équivalent de vastes centrales solaires dont les éléments sont distribués au plus près des besoins. Desvéhicules électriques peuvent aussi servir de stockage tampon du surplus d'électricité produite. Vers 2010 apparaissent des outils logiciels et modèles 3D permettant de positionner idéalement les panneaux solaires dans les villes, également utiles pour prévoir l'ensoleillement de terrasses végétalisées ; ainsi un « cadastre solaire » sera disponible pour tous les Parisiens en 2012[99]. Ces mêmes outils peuvent généralement intégrer lathermographie aérienne qui permet de profiter d'opérations derénovation thermique de toiture pour les remplacer par des panneaux solaires.
Tour de la Rivière des Perles àGuangzhou, 21 octobre 2012.
L'énergie solaire en Chine connait une croissance très rapide depuis la mise en place de politiques de soutien à partir de 2008-2009, bien que le potentiel solaire de laChine soit surtout important dans les régions de l'ouest (Tibet etdésert de Gobi), désertiques, éloignées des centres d'activités économiques, en grande partie côtiers.
La filièresolaire thermique est très développée : la Chine est largement en tête des pays producteurs de chaleur d’origine solaire, avec 73,2 % du parc mondial fin 2023.
La Chine a été accusée de pratiquer ledumping en 2012 : lesÉtats-Unis et l'Union européenne ont instauré des droits de douane sur les importations de panneaux solaires chinois, mais en un accord de compromis a été signé avec laCommission européenne et les taxes antidumping européennes sont supprimées en, alors que les États-Unis renforcent les leurs. En 2023, la surproduction massive des fabricants chinois a causé des tensions encore plus aigües.
L'énergie solaire aux États-Unis, longtemps limitée à laCalifornie, connait une croissance très rapide dans la plupart desÉtats depuis la mise en place de politiques de soutien à partir de 2008-2009.
La filièrephotovoltaïque fournissait 6,8 % de la production nationale d'électricité en 2024 ; cette production photovoltaïque a été multipliée par 8,4 en neuf ans (2015-2024) et a encore progressé de 32,4 % en 2024. L'Agence internationale de l'énergie évalue le taux de pénétration théorique du solaire photovoltaïque à 7,9 % de la consommation totale d'électricité du pays fin 2024 contre 14 % dans l'Union européenne, 13,1 % enChine, 24 % enEspagne, 19,8 % enAllemagne et 7,3 % enFrance.
Les États-Unis détenaient en 2023 le deuxième rang mondial des producteurs d'électricité photovoltaïque avec 14,7 % de la production mondiale, derrière la Chine (35,6 %). Leur part atteignait 10 % dans la puissance installée mondiale en 2024, derrière la Chine (46 %) et devant l'Inde, l'Allemagne et leJapon. Leur part de marché est tombé à 7,8 % en 2024, contre 59 % pour la Chine. Sur les dix plus puissantescentrales solaires photovoltaïques du monde, quatre se trouvent dans les déserts du Sud-Ouest des États-Unis.
La Californie est l'état leader du secteur : elle représente 25,8 % de la production photovoltaïque du pays en 2024 et l'énergie solaire y fournit 32,4 % de la production électrique. Les équipements individuels s'y multiplient grâce à l’effondrement des coûts des panneaux solaires, divisés par cinq en cinq ans : en 2015, environ 2,5 millions de foyers californiens utilisaient l'énergie produite par leurs panneaux photovoltaïques.
Deux entreprises américaines figurent au classement mondial 2017 des dix plus grands fabricants de modules photovoltaïques :First Solar au9e rang etSunpower au10e rang.
La filièresolaire thermodynamique à concentration est exploitée dans lesÉtats du sud-ouest (Californie,Arizona,Nevada) qui bénéficient de taux d'irradiation solaire très élevés ; on y trouve les cinq centrales solaires thermodynamiques les plus puissantes du monde. Les États-Unis sont pionniers dans cette technologie depuis 1985, date de la construction de la première centrale solaire thermique ; ils se situaient en 2022 au deuxième rang mondial pour la production d'électricité solaire thermodynamique avec 23,9 % du total mondial, derrière l'Espagne (33,3 %). En 2023, la puissance installée de cette filière se classe au deuxième rang mondial (21,5 %) derrière l'Espagne (33,5 %). Elle fournit 0,07 % de la production nationale d'électricité. Sa production est en baisse depuis 2018 : -13 % en six ans.
Centrale solaire au Centre de Retraite Om Shanti,Gurgaon, 12 août 2010.
L'énergie solaire enInde connait une croissance très rapide depuis le lancement de laJawaharlal Nehru National Solar Mission lancée par le gouvernement en 2008 ; les années 2009 à 2011 ont été marquées par des taux de croissance à trois chiffres et la production du solaire photovoltaïque a encore progressé de 22 % en 2022 et 39 % en 2023.
La filièrephotovoltaïque a pris progressivement son envol au cours des années 2000 grâce à la mise en place de subventions sous la forme de tarifs d'achat très supérieurs aux prix de marché ; à partir de 2016, ce dispositif a été remplacé, pour les installations les plus importantes, par un système d'appels d'offres. Le photovoltaïque a fourni 11,8 % de la production nationale d'électricité en 2023 et 14,9 % en 2024 ; cette part est estimée à 19,8 % au 31/12/2024 par l'Agence internationale de l'énergie ; elle n'est dépassée que par six pays, dont la Grèce, les Pays-Bas, l'Espagne et la Hongrie.
La filière photovoltaïque, au départ limitée à desniches telles que l'alimentation électrique de sites isolés, a pris progressivement son envol au cours des années 2000 grâce à la mise en place de subventions sous la forme de tarifs d'achat très supérieurs aux prix de marché, mais s'en rapprochant progressivement. Elle fournissait 4,6 % de la production nationale d'électricité en 2024 et couvrait en moyenne 5,7 % de la consommation d'électricité (en 2022 : 11,6 % enNouvelle-Aquitaine, 10,3 % enOccitanie, 9,8 % enCorse).
L'autoconsommation d'électricité photovoltaïque se développe, avec 180 000 foyers produisant une partie de leur électricité fin 2023 ; 3 à 4 % des maisons sont équipées, contre 15 % en Allemagne et 30 % aux Pays-Bas.
La filière solaire thermodynamique à concentration est, malgré quelques réalisations de taille modeste dans le sud de la France, surtout tournée vers l'exportation : quelques grandes entreprises telles qu'Areva Solar,Alstom etTotal ont signé des contrats importants aux États-Unis, en Inde, à Abu Dhabi et en Australie.
Dans les pays suffisamment proches de l'équateur terrestre, où l'ensoleillement est souvent très important, le solaire peut fournir aux régions rurales et urbaines une énergie décentralisée pour l'éclairage et l'alimentation des réfrigérateurs, pompes hydrauliques, installations de télécommunication, etc.
Soutenus par desONG, des projets d'électrification de villages sont en cours dans de nombreux pays d'Afrique et d'Amérique du Sud[100].
En 2024, des progrès significatifs ont été réalisés dans le stockage de l’énergie solaire, avec la commercialisation de batteries lithium-fer-phosphate (LiFePO4) de nouvelle génération, dotées d’une durée de vie accrue et d’un coût réduit. Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), ces technologies pourraient augmenter de 70 % la capacité de stockage résidentiel d’ici 2030[101].
↑L'idée n'est pas nouvelle :« Un meunier de l'Overijssel vient d'établir une nouvelle espèce de moulin à vapeur, mis en mouvement par le soleil au moyen d'un grand miroir ardent qui réfléchit sur la machine des rayons solaires, lesquels, en échauffant le liquide, développent une force de vapeur suffisante pour mouvoir et faire tourner ce nouveau moulin[63]. »
↑FrédéricCaille, « Aide-toi et le solaire t’aidera. Les leçons des objets solaires d’Abdoulaye Touré (1954-2020) »,Secondes rencontres internationales Roger Decottignies, Dakar/Chambéry, France,,p. 181-196(lire en ligne, consulté le), surshs.hal.science.
↑Décret du 9 décembre 2010, proposant un moratoire des aides, édicté dans le cadre d'un projet annoncé avant, de mise à plat des aides de l'État à la filière photovoltaïque
L'Énergie solaire, conférence internationale deNice, 1977.
Pierre-Henri Communay,Héliothermique. Le gisement solaire. Méthodes et calculs, Groupe de Recherche et d'Édition, Toulouse, 2002, 530 p., 16 × 24 cm(ISBN2-8413-9036-5).
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