Nous avons de bonnes raisons
pour passer complètement à l'énergie solaire.
C'est moins cher la plupart du temps,
et assurément plus durable
que notre dépendance aux centrales électriques classiques,
utilisant des ressources comme le charbon,
qui finiront par s'épuiser.
Donc, pourquoi ne pas
les remplacer par de l'énergie solaire ?
Parce qu'il y a un facteur
qui rend l'énergie solaire très imprévisible :
la couverture nuageuse.
Tandis que les rayons du soleil cheminent vers la Terre,
certains sont absorbés par l'atmosphère,
alors que d'autres sont réfléchis dans l'espace,
le reste atteint la surface de la Terre.
Ceux qui ne sont pas déviés
sont appelés irradiance directe .
Ceux qui sont déviés par les nuages
sont appelés irradiance diffuse.
Et les rayons qui ont renvoyé par une surface,
comme un immeuble,
avant d'atteindre le système d'énergie solaire,
sont appelés irradiance réfléchie.
Avant d'examiner comment les nuages
influencent les rayons du soleil et la production d'électricité,
voyons comment ces systèmes à énergie solaire fonctionnent.
Premièrement, les tours solaires sont constituées
d'une tour centrale entourée
par un immense champ de miroirs
qui suivent la course du soleil
et ne concentrent que les rayons directs sur un point précis de la tour,
comme lorsque vous faites bronzer.
La chaleur générée par ces rayons
est si importante qu'elle peut faire bouillir de l'eau
produisant la vapeur qui entraîne une turbine classique,
ce qui crée de l'électricité.
Par « systèmes à énergie solaire »,
on entend généralement cellules photovoltaïques,
ou panneaux solaires,
qui sont les systèmes les plus courants
pour générer de l'énergie solaire.
Dans les panneaux solaires,
les photons des rayons solaires frappent la surface du panneau,
et des électrons sont libérés
provoquant le passage d'un courant électrique.
Les panneaux solaires peuvent utiliser tout type d'irradiance,
tandis que les tours solaires utilisent seulement l'irradiance directe,
c'est là où les nuages deviennent importants
car, en fonction de leur type et leur position par rapport au soleil,
ils peuvent augmenter ou diminuer
la quantité d'électricité produite.
Par exemple, quelques cumulus
placés devant le soleil peuvent réduire
la production d'électricité dans une tour solaire
jusqu'à presque rien en raison de cette dépendance aux rayons directs.
Pour les panneaux solaires, les nuages diminuent aussi
l'énergie produite,
mais dans une moindre mesure
car les panneaux peuvent utiliser tout type d'irradiance.
Cependant, tout ça dépend de la position exacte des nuages.
À cause de la réflexion, ou d'un phénomène physique particulier
appelé diffusion de Mie,
les rayons du soleil peuvent être diffusés vers l'avant
par les nuages pour générer une augmentation de plus de 50%
de l’irradiance solaire atteignant le panneau.
Si on ne prend pas en compte cette augmentation potentielle
on court le risque d'endommager les panneaux.
Pourquoi est-ce important ?
Vous ne voudriez pas voir cette leçon s'arrêter
juste parce qu'un nuage passe au dessus du panneau sur votre toit.
Dans les tours solaires, on utilise de grandes cuves remplies
de sels fondus ou d'huile pour stocker tout excès de chaleur.
C'est ainsi qu'on gère le problème
des fluctuations du rayonnement solaire pour stabliliser la production d'électricité.
Dans le cas des panneaux solaires,
il n'existe aucun moyen d'emmagasiner
l'énergie supplémentaire pour un coût abordable.
C'est là que les centrales entrent en action
car pour corriger les fluctuations de ces stations,
l'électricité supplémentaire provenant de sources traditionnelles
doit toujours être disponible.
Pourquoi ne pas utiliser ces centrales traditionnelles
uniquement en dépannage,
plutôt que d'en faire dépendre toute l'humanité
comme source d'énergie principale ?
Parce qu'il est impossible pour l'employé
d'une centrale à charbon ou nucléaire
d'appuyer sur un bouton
pour produire plus ou moins d’électricité
en fonction du nombre de nuages dans le ciel.
Le temps de réponse serait tout simplement trop long.
Au lieu de ça, pour réagir à ces fluctuations,
l'électricité supplémentaire des centrales traditionnelles
est toujours en cours de production.
Les jours de ciel dégagé,
cette électricité pourrait être gaspillée,
mais lorsque les ciels nuageux l'emportent,
c'est ce qui comble les manques.
C'est ce dont nous dépendons pour assurer une source constante d'énergie.
C'est pour ça que de nombreux chercheurs
s'intéressent à la prévision du mouvement des nuages
et à leur formation à travers des images satellites
ou des caméras tournées vers le ciel
pour maximiser l'énergie des centrales solaires
et minimiser le gaspillage.
Si nous pouvions y parvenir,
vous profiteriez de cette vidéo
alimentée uniquement par les rayons du soleil,
quelle que soit la météo,
même si le soleil brille,
vous pourriez vous aventurer à l'extérieur
à contempler les nuages avec un regard neuf.