Le développement
Le Soleil est une source inépuisable d’énergie... mais inégale selon les régions et intermittente. Il faut développer des outils performants pour se chauffer et produire de l’électricité en s’adaptant à ces conditions.
L’énergie solaire est disponible partout sur Terre et représente, théoriquement, 900 fois la demande mondiale en énergie. Chaque mètre carré reçoit en moyenne 2 à 3 kWh par jour en Europe du nord, 4 à 6 kWh en région Provence-Alpes-Côte d’Azur ou sous les tropiques. Les variations saisonnières ne sont que de 20 % dans ces régions, mais beaucoup plus importantes (d’un facteur 2,5) dans les pays du Nord.
L’énergie solaire peut jouer un rôle capital pour une production locale de chaleur et d’électricité, notamment pour l’habitat individuel et collectif, où les besoins sont beaucoup moins massifs que dans l’industrie. L’exploitation de cette énergie peut se faire de trois manières : le solaire thermique, qui transforme directement le rayonnement en chaleur et, pour la production d’électricité, le solaire thermodynamique dit à concentration (Concentrated Solar Powerplant- CSP) et le solaire photovoltaïque.
Dans les années 1970, le CEA s’est impliqué dans les applications thermiques. Il a ainsi mis en œuvre dans le Pacifique les premières maisons, hôpitaux et hôtels solaires au monde. Depuis les années 1980, il continue ses activités dans le domaine thermique pour les bâtiments et a développé des recherches vers le photovoltaïque. Ces activités de recherche se développent aujourd’hui dans le cadre de l’INES. L’énergie thermique du Soleil permet aussi de produire de l’électricité par voie thermodynamique : la technologie la plus mature industriellement est la concentration de la lumière par des miroirs cylindro-paraboliques. Ce type de miroirs, long d’une centaine de mètres, concentre la chaleur sur un tube récepteur contenant un fluide caloporteur ; le fluide génère ensuite de la vapeur qui est turbinée pour produire de