La durée de vie du soleil est d’environ 5 milliards d’année, ce qui en fait à notre échelle de temps une énergie inépuisable donc renouvelable. L’énergie totale reçue à la surface de la terre est de 720.10 6 TWh par an. Mais la disponibilité de cette énergie dépend du cycle jour-nuit, de la latitude de l’endroit où elle est captée, des saisons et de la couverture nuageuse.
Le solaire thermique consiste à produire de l’eau chaude utilisable dans des bâtiments ou permettant d’actionner des turbines comme dans les centrales thermiques classiques pour produire de l’électricité. Cette technique de production de l’électricité à fait l’objet de centrales expérimentales dont le rendement net de 15% s’avère faible. Les eaux de surface des mers sont naturellement chauffées par le soleil, ce qui représente un gigantesque réservoir d’énergie en zone tropicale. Des projets d’extraction de cette « énergie thermique des mers » ont été menés, en mettant en œuvre des machines thermodynamiques fonctionnant sur la faible différence existant entre surface (25 à 30°C) et profondeur (5°C à 1000 m). Pour que cette solution soit exploitable, il faut que la différence de température soit supérieure à 20°C, mais le rendement autour de 2% est très faible.
Le solaire photovoltaïque consiste à produire directement de l’électricité au moyen de cellules au silicium. Lorsqu’il brille et que les conditions climatiques sont favorables, le soleil fournit une puissance de 1 kW/m 2. Les panneaux photovoltaïques commercialisés permettent de convertir directement en électricité 10 à 15% de cette puissance. La production d’un panneau photovoltaïque varie avec l’ensoleillement : 100 kWh/m 2/an en Europe du Nord, deux fois plus en région méditerranéenne. Un toit photovoltaïque de 5x4 mètres a une puissance de 3 kW et produit de 2 à 6 MWh/an, suivant l’ensoleillement. Si les 10 000 km 2 de toitures existantes en France étaient utilisées comme générateur solaire, la production serait de 1000 TWh par an, soit plus du double de la consommation annuelle finale d’électricité en France au début des années 2000 (450 TWh).
Les principaux freins à l’utilisation massive du solaire photovoltaïque (et thermique) sont la disponibilité de la puissance fournie qui contraint au stockage de l’électricité pour une utilisation autonome ou à l’utilisation de solutions énergétiques complémentaires, d’une part, et de la compétitivité économique, d’autre part.
