L'énergie solaire est la plus propre et la plus inépuisable de toutes les sources d'énergie connues. Le rayonnement solaire est la chaleur, la lumière et les autres rayonnements émis par le soleil. Le rayonnement solaire contient d'énormes quantités d'énergie et est responsable de presque tous les processus naturels sur terre. L'énergie du soleil, bien que abondante, a été difficile à exploiter directement jusqu'à récemment.
L'énergie solaire peut être classée en deux catégories, thermique et lumière. Les cellules photovoltaïques (PV) utilisent une technologie à base de semi-conducteurs pour convertir l'énergie lumineuse directement en un courant électrique qui peut être utilisé immédiatement ou stocké dans une batterie, pour une utilisation ultérieure. Les panneaux photovoltaïques sont maintenant largement utilisés car ils sont très polyvalents et peuvent être facilement montés sur des bâtiments et d'autres structures. Ils peuvent fournir une source d'énergie propre et renouvelable qui peut compléter et ainsi minimiser l'utilisation de l'alimentation électrique du réseau. Dans les régions sans approvisionnement électrique principal telles que les communautés éloignées, les téléphones d'urgence, etc., l'énergie PV peut fournir un approvisionnement fiable en électricité. L'inconvénient des panneaux photovoltaïques est leur coût élevé et leur taux de conversion d'énergie relativement faible (seulement 13-15%). Le solaire thermique, quant à lui, a des niveaux d'efficacité moyens 4 à 5 fois supérieurs à ceux du PV et est donc beaucoup moins cher par unité d'énergie produite.
L'énergie thermique peut être utilisée pour chauffer passivement des bâtiments grâce à l'utilisation de certains matériaux de construction et de la conception architecturale ou utilisée directement pour chauffer l'eau à usage domestique. Dans de nombreuses régions, les chauffe-eau solaires sont désormais un complément ou une alternative viable à la production d'eau chaude électrique ou au gaz.
L'énergie thermique obtenue du soleil peut être utilisée pour un certain nombre d'applications, notamment la production d'eau chaude, le chauffage des locaux et même le refroidissement via l'utilisation de la technologie de refroidissement par absorption.
L'utilisation de l'énergie solaire et d'autres formes d'énergie renouvelable réduit la dépendance aux combustibles fossiles pour la production d'énergie, réduisant ainsi directement les émissions de CO2. Les émissions de CO2 contribuent au réchauffement climatique, un enjeu environnemental désormais très préoccupant. Le ménage moyen peut réduire les émissions de CO2 jusqu'à 20% en installant un capteur solaire.
Les capteurs solaires thermiques à plaques plates sont utilisés depuis plusieurs décennies, mais seulement en nombre relativement faible, en particulier dans les pays occidentaux. Les tubes sous vide sont également utilisés depuis plus de 20 ans, mais ils sont beaucoup plus chers que la plaque plate, et ne sont donc choisis que pour les applications à haute température ou par ceux qui ont de l'argent.
Ces dernières années, le volume de production des tubes sous vide a explosé, entraînant une baisse considérable des coûts de fabrication et de matériaux. Le résultat est que les tubes évacués ont maintenant un prix similaire à celui d'une plaque plate, mais avec les avantages isolants du tube évacué, ils devraient devenir le choix par défaut pour les applications solaires thermiques dans le monde entier.
