L’énergie solaire est l’ensoleillement
L’ensoleillement est l’énergie rayonnante du soleil. La quantité de rayonnement solaire, ou énergie solaire, que la terre reçoit chaque jour est plusieurs fois supérieure à la quantité totale de toute l’énergie que les gens consomment chaque jour. Cependant, à la surface de la terre, l’énergie solaire est une source d’énergie variable et intermittente. Néanmoins, l’utilisation de l’énergie solaire, en particulier pour la production d’électricité, a augmenté de manière significative aux États-Unis et dans le monde entier au cours des 30 dernières années.
Les ressources en énergie solaire varient selon l’emplacement
La disponibilité et l’intensité du rayonnement solaire à la surface de la terre varient selon l’heure de la journée et l’emplacement. En général, l’intensité du rayonnement solaire à n’importe quel endroit est maximale lorsque le soleil est à sa position apparente la plus élevée dans le ciel – à midi solaire – par temps clair et sans nuages.
La latitude, le climat et les conditions météorologiques sont des facteurs majeurs qui affectent l’insolation – la quantité de rayonnement solaire reçue sur une surface donnée pendant une durée spécifique. Les endroits situés à des latitudes plus basses et dans des climats arides reçoivent généralement des quantités d’insolation plus élevées que les autres endroits. Les nuages, la poussière, les cendres volcaniques et la pollution dans l’atmosphère affectent les niveaux d’insolation à la surface. Les bâtiments, les arbres et les montagnes peuvent ombrager un lieu à différents moments de la journée et pendant différents mois de l’année. Les variations saisonnières (mensuelles) des ressources solaires augmentent avec l’éloignement de l’équateur terrestre.
Le type de capteur solaire détermine également le type de rayonnement solaire et le niveau d’insolation que reçoit un capteur solaire. Les systèmes de capteurs solaires à concentration, tels que ceux utilisés dans les centrales solaires thermiques-électriques, nécessitent un rayonnement solaire direct, qui est généralement plus important dans les régions arides avec peu de jours nuageux. Les capteurs solaires thermiques et photovoltaïques (PV) plats sont capables d’utiliser le rayonnement solaire global, qui comprend le rayonnement solaire diffus (dispersé) et direct. En savoir plus sur le rayonnement solaire.
En général, un capteur d’énergie solaire avec un système de suivi aura des niveaux d’insolation quotidienne et annuelle plus élevés qu’un capteur solaire dans une position fixe. En savoir plus sur les angles d’inclinaison des capteurs PV et les systèmes de suivi des capteurs PV.
Les deux cartes ci-dessous montrent le rayonnement solaire annuel moyen des États-Unis en kilowattheures (kWh) par mètre carré par jour (kWh/m2/j) pour l’irradiation normale directe (DNI) utilisée par les capteurs d’énergie solaire à concentration et l’irradiation horizontale globale (GHI) utilisée par les capteurs solaires plats. La carte du monde ci-dessous montre le rayonnement solaire global quotidien moyen sur une surface plane horizontale.
Source : National Renewable Energy Laboratory, ministère américain de l’énergie
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Source : National Renewable Energy Laboratory, ministère américain de l’énergie
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Carte mondiale des ressources solaires
Source : Programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE), NASA Surface meteorology and Solar Energy (SSE), 2008.
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Où l’énergie solaire est utilisée
Les niveaux d’insolation sont importants pour les performances techniques et économiques des systèmes d’énergie solaire. La disponibilité d’incitations financières et autres pour l’énergie solaire sont également des facteurs majeurs qui influencent le lieu d’installation des systèmes d’énergie solaire. La facturation nette a été particulièrement importante pour encourager l’installation de systèmes photovoltaïques sur les maisons et les entreprises.
L’utilisation totale de l’énergie solaire aux États-Unis est passée d’environ 0,06 trillion d’unités thermiques britanniques (Btu) en 1984 à environ 1, ??? trillion de Btu (ou ? ? quadrillion de Btu) en 2020. La production d’électricité solaire représentait environ 93 % de l’utilisation totale de l’énergie solaire en 2002.
La production totale d’électricité solaire aux États-Unis est passée d’environ 5 millions de kWh en 1984 (presque tous provenant de centrales thermoélectriques solaires) à environ 133 milliards de kWh en 2020, dont 66 % provenaient de centrales PV à grande échelle, 31 % de systèmes PV distribués/à petite échelle et 2 % de centrales thermoélectriques solaires. Les centrales électriques à grande échelle ont une capacité de production d’électricité d’au moins un mégawatt (MW) et les systèmes à petite échelle ont une capacité de production inférieure à un MW.
Les cartes ci-dessous montrent la production annuelle totale d’électricité solaire dans chaque État à partir de centrales solaires à grande échelle et la production d’électricité estimée à partir de systèmes PV à petite échelle. La plupart des systèmes PV à petite échelle sont installés sur des bâtiments. Les systèmes PV à petite échelle du secteur résidentiel représentaient 61 % de la production totale d’électricité PV à petite échelle en 2020.
Selon les statistiques énergétiques internationales de l’EIA, en 1990, 11 pays ont généré environ 0,4 milliard de kWh de production totale d’électricité solaire, et en 2019, 218 pays et territoires américains ont généré environ 699 milliards de kWh. Les cinq premiers producteurs d’électricité solaire et leurs parts en pourcentage de la production totale d’électricité solaire dans le monde en 2019 étaient :
- Chine-32
- États-Unis-15
- Japon-11
- Inde-7
- Allemagne-6
Dernière mise à jour : 18 mars 2021
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