Fig. 1: Répartition de l'énergie solaire. Seulement un peu plus de ~ 50% du rayonnement provenant du soleil atteint la surface terrestre (rayonnement direct). Credit: (Meteo Ostia) (Commentaires: 51% absorbé par le sol; 19% absorbé par les nuages et l'atmosphère; 30% réfléchi par les nuages, l'atmosphère et le sol (20% par les nuages, 6% par l'atmosphère, 4% par le sol) )

L'énergie solaire arrive partout, ne coûte pas et est renouvelable. Mais elle est très diluée dans l'espace, discontinue parce qu'elle varie avec l'alternance du jour et de la nuit, des saisons et des conditions météorologiques.

Ce n'est pas toute l'énergie rayonnée par le soleil qui atteint la surface de la terre: une partie est réfléchie à nouveau dans l'espace; une partie est dispersée et diffusée dans toutes les directions par les molécules d'air et des particules de poussière de l'atmosphère; une partie encore est absorbée par la vapeur d'eau, par l'anhydride carbonique et par l'ozone dans l'atmosphère (Fig. 1).  

Fig. 2: Exemples d'application des panneaux solaires.

L'utilisation énergétique plus simple et plus prometteuse du rayonnement solaire est faite à travers les panneaux solaires, soit pour le réchauffement que pour la production directe de l'énergie électrique. Sur petite et moyenne échelle les deux ont un impact très limité sur l'environnement par rapport à celui des combustibles fossiles.

Actuellement les applications avec de très petites installations photovoltaïques sont très nombreuses: par exemple ils sont utilisés pour les calculettes et les montres bracelets; les panneaux plus grands servent à fournir de l'électricité pour l'utilisation domestique, pour pomper l'eau du sol, pour les systèmes de télécommunication, pour les urgences, etc.

Il est à remarquer que d'autres sources énergétiques renouvelables comme les centrales hydro-électriques, les éoliennes et celles à biomasse sont reliées à l'énergie solaire.

L'énergie solaire produit de la chaleur qui est exploitée dans plusieurs autres applications pratiques: des panneaux plats pour produire de l'eau chaude, pour réchauffer les serres, etc.

La Fig. 2 montre quelques applications des panneaux solaires photovoltaïques, utilisés comme alimentations pour les applications météorologiques (en haut à gauche), pour fournir de l'énergie électrique à un édifice (en bas à gauche) et pour l'éclairage public (à droite), en utilisant des batteries qui se chargent pendant le jour.

Outre les systèmes photovoltaïques normaux, il existe des systèmes solaires thermoélectriques constitués de panneaux (miroirs) à concentration qui "poursuivant" le soleil pour obtenir des prestations optimales produisent de la chaleur et/ou de l’énergie électrique. Dans une tour solaire les panneaux/miroirs concentrent la lumière solaire sur une "chaudière" placée au sommet. Avec une concentration appropriée et le mouvement des panneaux, la chaudière peut atteindre des températures élevées.

Dans plusieurs Nations de nombreux programmes et encouragements ont été approuvés pour l'utilisation directe de l'énergie solaire à travers les panneaux photovoltaïques plats: en Allemagne il y a le programme des "100000 toits solaires"; en Italie, comme il a été dit, l'ENEA est en train de gérer un plan analogue; les États-unis ont un plan pour un million de toits solaires, en partie solaires thermiques; le Japon à un programme analogue; la Communauté Européenne a aussi un programme analogue qui prévoit en plus des contributions pour les pays en voie de développement.