L'énergie solaire est la lumière et la chaleur rayonnante du Soleil qui contrôlent le climat et la météo de la Terre et soutiennent la vie. C'est une source d'énergie renouvelable qui provient du processus thermonucléaire qui transforme environ 650 000 000 de tonnes d'hydrogène en hélium par seconde. Cette action produit beaucoup de chaleur et de rayonnement électromagnétique. La chaleur produite reste dans le soleil et est utile pour maintenir la réaction thermonucléaire, tandis que le rayonnement électromagnétique, y compris la lumière visible, l'infrarouge et l'ultraviolet, s'échappe dans toutes les directions. L'énergie solaire est en réalité de l'énergie nucléaire. Comme toutes les étoiles, le soleil est une grande sphère gazeuse composée principalement d'hydrogène et d'hélium. À l'intérieur du soleil, 25% de l'hydrogène se fusionne en hélium à un taux d'environ 7 × 1011 kg d'hydrogène par seconde.
La chaleur au centre est d'abord diffusée, puis descend vers la surface du Soleil, où elle est maintenue à une température de 5800 K. Selon la loi de Stefan-Boltzmann, l'énergie totale libérée par le Soleil, et donc la quantité d'énergie solaire que nous recevons sur Terre, dépend fortement de cette température de surface. Aujourd'hui, les systèmes d'énergie solaire jouent un rôle important dans la production d'électricité ou d'autres usages domestiques comme le chauffage de l'eau, la cuisson, etc. Nous savons que la majeure partie de l'électricité générée dépend du charbon utilisé dans les centrales thermiques (en Inde, 65% de l'électricité totale est produite par des centrales thermiques). Mais le problème principal est que le combustible utilisé dans ces centrales est le charbon, qui est en quantité limitée et peut ne pas être disponible à l'avenir pour produire de l'électricité. C'est la raison principale pour laquelle les systèmes d'énergie solaire entrent en jeu.
Les systèmes d'énergie solaire sont une source d'énergie non polluante et toujours disponible, car le soleil, qui est la seule source d'énergie solaire (également connue sous le nom d'énergie renouvelable ou non conventionnelle), se trouve au centre du système solaire et rayonne de l'énergie à un taux énorme et relativement constant, chaque jour, chaque année, sous forme de rayonnement électromagnétique. Le soleil contient une quantité énorme d'énergie, mais toute cette énergie n'est pas utilisée sur Terre en raison de certaines raisons telles que :
La Terre tourne autour de son axe polaire.
Les raisons atmosphériques de la Terre.
La Terre est éloignée du soleil.
Mais la chose importante est que malgré ces obstacles, l'énergie solaire qui atteint la Terre est suffisante pour produire de l'électricité sans pollution. En considérant cela, nous réduisons quelque peu l'utilisation des centrales thermiques, des centrales à gaz, etc., et réservons les sources d'énergie non renouvelables comme le charbon, le pétrole, etc., pour l'avenir. Ces dernières années, les systèmes d'énergie solaire sont devenus une source d'énergie primaire qui est convertie en électricité, et presque tous les pays du monde utilisent au maximum l'énergie solaire pour produire de l'électricité, ce qui est beaucoup moins coûteux. L'avantage principal des systèmes d'énergie solaire est que la lumière du soleil est présente partout gratuitement. Pour produire de l'électricité ou convertir l'énergie solaire en d'autres formes d'énergie, nous investissons d'abord une somme importante pour les panneaux solaires qui convertissent l'énergie solaire en d'autres formes, mais l'avantage principal est qu'après l'installation, aucun type d'entretien n'est nécessaire pendant 40 à 50 ans.
Le premier collecteur solaire a été créé en 1767 par un scientifique suisse nommé Horace-Bénédict de Saussure, qui a conçu une boîte isolée avec trois couches de verre qui absorbait l'énergie thermique. Par la suite, la boîte de Saussure est devenue célèbre et largement connue comme le premier four solaire, atteignant des températures de 230 degrés Fahrenheit. En 1839, un jalon important dans le développement de l'énergie solaire a été marqué par la découverte de l'effet photovoltaïque par un scientifique français, Edmond Becquerel. Il a utilisé deux électrodes placées dans un électrolyte, exposées à la lumière, et a constaté une augmentation significative de l'électricité. Après cela, de nombreuses expériences ont été menées par divers scientifiques, modifiant notre système d'énergie solaire pour produire plus d'électricité à partir de l'énergie solaire. Aujourd'hui encore, de nombreuses expériences sont menées par des scientifiques pour savoir comment utiliser au mieux l'énergie solaire disponible sur Terre.
En 1873, Willoughby Smith a découvert la photoconductivité d'un matériau appelé sélénium. En 1887, Heinrich Hertz a découvert la capacité des rayons ultraviolets à provoquer un arc électrique entre deux électrodes. En 1891, le premier chauffe-eau solaire a été créé. En 1893, la première cellule solaire a été introduite. En 1908, William J. Baileys a inventé un collecteur en cuivre construit avec des bobines et des boîtes en cuivre. En 1958, l'énergie solaire a été utilisée dans l'espace. Dans les années 1970, la Corporation Exxon a conçu un panneau solaire efficace et moins coûteux à fabriquer. Le processus de fabrication moins coûteux des panneaux solaires est devenu un jalon majeur dans l'histoire de l'énergie solaire. En 1977, le gouvernement américain a adopté l'utilisation de l'énergie solaire en lançant l'Institut de Recherche sur l'Énergie Solaire. En 1981, Paul Macready a produit le premier avion alimenté par l'énergie solaire. En 1982, le premier véhicule solaire a été développé en Australie. En 1999, la plus grande installation a été développée, produisant plus de 20 kilowatts.
En 1999, la cellule solaire la plus efficace a été développée avec un rendement photovoltaïque de 36 pour cent. Aujourd'hui, nous produisons 200 mégawatts à 600 mégawatts d'électricité à partir de l'énergie solaire, comme dans le parc solaire de Gujarat en Inde, un ensemble de fermes solaires situées dans la région de Gujarat, montrant une capacité installée cumulée de 605 mégawatts, et le parc solaire de Golmud en Chine, avec une capacité installée de 200 mégawatts.
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