L’énergie solaire photovoltaïque est la principale variété de système utilisée pour générer de l’énergie solaire utilisable. Comprendre le système de base devient extrêmement important à mesure que les sources d’énergie alternatives deviennent une composante plus courante et nécessaire de la vie quotidienne. L’énergie solaire photovoltaïque peut être utilisée pour alimenter n’importe quoi, d’une lampe solaire extérieure à une ville entière. La mise en œuvre de l’utilisation de l’énergie solaire dans la société humaine est une partie importante des stratégies de nombreux gouvernements visant à s’éloigner des pratiques énergétiques non durables et à adopter une existence durable et respectueuse de l’environnement.
Le soleil est une énorme source d’énergie, brûlant à 93 millions de miles (153 millions de km) de la Terre. Alors que la planète reçoit de l’énergie pour faire pousser des plantes grâce à la lumière du soleil, convertir cette lumière en énergie utilisable par l’homme nécessite une certaine technologie. Les systèmes photovoltaïques sont capables de collecter la lumière du soleil, de la convertir en énergie et de la transporter pour une utilisation humaine avec des propriétés scientifiques de base.
Pour créer de l’énergie solaire, un dispositif appelé cellule photovoltaïque ou PV est nécessaire. La cellule PV a une surface chargée d’électrons supplémentaires et une seconde surface qui a des atomes chargés positivement qui manquent d’électrons. Lorsque la lumière du soleil frappe une cellule PV et est absorbée, les électrons supplémentaires deviennent excités, rebondissant sur la surface chargée positivement et créant un courant électrique où les deux surfaces se rencontrent. Ce courant électrique est l’énergie solaire qui peut maintenant être utilisée comme énergie.
Les cellules photovoltaïques peuvent être agencées ensemble pour créer des sources d’alimentation de différentes tailles. De petits arrangements, appelés modules, peuvent être utilisés pour alimenter des appareils électroniques simples de la même manière qu’une batterie. De grands groupes de cellules PV peuvent être utilisés pour construire des panneaux d’énergie solaire capables de créer d’énormes quantités d’énergie solaire photovoltaïque. Selon la taille du réseau et la quantité de lumière solaire, les systèmes d’énergie solaire peuvent créer suffisamment d’énergie pour faire fonctionner des maisons, des usines ou même contribuer grandement aux besoins énergétiques d’une zone urbaine.
De nombreux scientifiques pensent que l’énergie solaire photovoltaïque est d’une importance vitale pour la survie humaine. Actuellement, une grande partie du monde dépend de l’énergie provenant de combustibles fossiles tels que le pétrole et le charbon. Ces carburants sont fabriqués à partir de la décomposition d’organismes et peuvent prendre des millions d’années à se créer ; les humains ont tellement surexploité les ressources disponibles que de nombreuses formes de combustibles fossiles s’épuisent. Certains experts suggèrent que les réserves de combustibles fossiles commenceront à s’épuiser vers le milieu du XXIe siècle et disparaîtront probablement complètement d’ici quelques siècles. Afin de maintenir intacte la société énergivore de l’humanité, la science doit découvrir des moyens d’alimenter le monde avec une énergie qui ne provient pas de combustibles fossiles.
Parce que l’énergie solaire est une ressource renouvelable, c’est un domaine vital de la recherche scientifique et du développement à l’aube du 21e siècle. Certains suggèrent que la construction d’une énorme centrale solaire photovoltaïque dans un désert constamment ensoleillé pourrait créer suffisamment d’énergie pour faire fonctionner le monde entier, bien que cela pose des problèmes. Alors qu’une usine suffisamment grande pourrait certainement créer suffisamment d’énergie, la transporter partout dans le monde est une proposition beaucoup plus délicate. De plus, comme même dans les zones les plus ensoleillées, les taux d’ensoleillement peuvent varier, la production d’énergie solaire peut varier d’un jour à l’autre. À elle seule, l’énergie solaire photovoltaïque n’est peut-être pas en mesure de résoudre les problèmes énergétiques mondiaux, mais en combinaison avec d’autres sources d’énergie renouvelables telles que le vent, les algues biocarburants, l’hydroélectricité et l’énergie géothermique, les jours d’un monde fonctionnant aux combustibles fossiles pourraient bientôt être lointains souvenirs.