Énergie solaire photovoltaïque
Potentiel de l'énergie solaire

Au niveau de la terre, hors atmosphère, le rayonnement solaire a une densité de puissance de 1353 W/m² en moyenne (c'est ce qu'on appelle la "constante" solaire, bien qu'il s'agisse d'une moyenne).

Exercice S00-30 : puissance totale du Soleil.

Exercice S00-31 : densité de puissance à la surface du Soleil .

Pour tenir compte de la courbure de la terre et de l'alternance jour-nuit, on doit diviser cette puissance par 4 . La densité de puissance reçue en moyenne sur un plan horizontal (hors atmosphère) est donc de

(S00-6) .

Exercice S00-32 : prouver l'exactitude du facteur 4.

Exercice S00-33 : puissance totale reçue par le globe terrestre

A cause de l'absorption et de la diffusion du rayonnement par l'atmosphère, la densité de puissance moyenne est inférieure à (S00-6). On estime la quantité moyenne de rayonnement qui atteint la surface de la Terre à 1.15 10¹⁷ W .

Exercice S00-34 : comparaison de la quantité ci-dessus à l'énergie totale interceptée par la Terre.

Exercice S00-35 : comparaison de la quantité ci-dessus aux besoins de l'humanité.

Selon l'exercice précédent, la consommation mondiale ne représente apparemment qu'une minuscule partie de l'énergie solaire reçue au sol. En fait, comme cette énergie n'est exploitable qu'avec un mauvais rendement (variable selon les techniques utilisées), la portion de l'énergie solaire à détourner pour les besoins de l'humanité est beaucoup plus importante. Le pourcentage d'énergie solaire à détourner que l'on obtient en tenant compte du rendement de son exploitation montre que l'humanité a atteint un niveau tel que son impact sur la balance énergétique de la planète n'est plus insignifiant.

Exercice S00-36 : calcul de la puissance moyenne au sol et comparaisons.

La valeur obtenue à l'exercice S00-36 n'est qu'une moyenne : certaines régions reçoivent plus d'énergie solaire, d'autres moins. En outre, il existe des variations dans le temps : alternance jour-nuit, alternance des saisons, variations météorologiques.

La puissance reçue au sol au Bénélux est de

(S00-7) 1000 kWh / m² / an

Exercice S00-37 : calcul de la puissance reçue par l'ensemble de la Belgique

La puissance reçue en sol dans d'autres contrées peut être nettement plus élevée. Ainsi, à Tamanrasset (station météo du Sahara), la puissance reçue au sol est de

(S00-8) 2330 kWh / m² / an

Exercice S00-38 : puissances moyennes en W/m² .

Dernière mise à jour le 16-03-2003