Le soleil, bien que distant de plus de 150 millions de kilomètres de nous, demeure notre plus grande source d'énergie même si elle est intermittente.

L'énergie solaire, peut être convertie en chaleur ou en électricité.
A ce titre, l'energie solaire permet de s'orienter vers l'autonomie énergétique à l'échelle de l'habitat voire du quartier.

Les techniques pour capter directement une partie de cette énergie sont disponibles et sont constamment améliorées. On peut distinguer le «solaire thermique» et le «solaire photovoltaïque».

Le solaire peut être directement converti en chaleur par l'intermédiaire de capteurs solaires thermiques.
Cette technique est applicable au chauffage des habitations, des piscines, à la production d'eau chaude sanitaire, ou encore au séchage des récoltes (agricoles).
Contrairement aux idées reçues, l’intérêt du solaire est sensiblement le même sur tout le territoire. En effet l'ensoleillement est plus fort dans le Sud, mais dans le Nord, les besoins en chauffage sont plus importants et plus étalés sur l'année.

La chaleur est récupérée grâce à un fluide (eau + antigel ou air) caloporteur, qui s'échauffe en circulant dans un absorbeur placé sous un vitrage. Celui-ci laisse pénétrer la lumière solaire et minimise les pertes par rayonnement infrarouge de l'absorbeur en utilisant l'effet de serre. Ce vitrage permet en outre de limiter les échanges de chaleur avec l'atmosphère.
Le capteur solaire sera d'autant plus performant que le revêtement de l'absorbeur aura un coefficient d'absorption élevé et un coefficient d'émission faible. Les matériaux qui présentent ces caractéristiques sont dits "sélectifs". Les performances du capteur sont encore améliorées en isolant la face arrière du module.
Des fabricants proposent des capteurs pouvant remplir la fonction de toit couvrant, pour une meilleure intégration architecturale.

Le solaire photovoltaïque

L'effet photovoltaïque, découvert par le physicien Becquerel en 1839 permet la conversion directe du rayonnement solaire en électricité.
La lumière du soleil peut directement être transformée en électricité par des panneaux photovoltaïques, sans pièces tournantes et sans bruit. L'électricité produite peut être soit stockée dans des batteries, soit convertie par un onduleur pour être distribuée aux normes sur le réseau.

Par sa souplesse et sa facilité d’installation et de maintenance, l’énergie photovoltaïque est incontestablement une solution technique et économique. Elle représente aussi un enjeu sociologique car, en apportant l’électricité dans des zones isolées, elle contribue à limiter le phénomène d’exode rural.

Principe de fonctionnement

Les photopiles sont constituées de matériaux semi-conducteurs (généralement silicium) qui transforment directement la lumière du rayonnement solaire en énergie électrique.
Les particules de lumière (photons) viennent heurter les électrons sur le silicium et lui communiquent leur énergie. Le silicium est traité (dopé) de manière à jouer le rôle de clapet anti-retour (diode) d'électricité et ainsi à diriger tous les électrons dans le même sens. Une tension apparaît donc en présence de lumière aux bornes de la photopile. Si l'on ferme le circuit à l'aide d'une lampe, d'un moteur, etc., le courant peut circuler.
La tension est peu variable alors que le courant est quasi proportionnel à la lumière reçue.