Chaque matériau absorbe et réfléchit une partie de l'énergie solaire. Cependant, certains matériaux absorbent bien plus qu'ils ne réfléchissent, et vice versa. La quantité d'énergie solaire qu'un matériau absorbera ou réfléchira dépend d'un certain nombre de propriétés physiques. Les matériaux denses ont tendance à absorber plus d'énergie solaire que les matériaux moins denses. La couleur et le revêtement affectent également la quantité d'énergie solaire qu'un objet peut absorber ou refléter.
Propriétés matérielles
Lorsque la densité d'un matériau augmente, sa capacité à absorber l'énergie solaire augmente également. Par exemple, les matériaux denses, tels que l'adobe, le béton et la brique, absorbent une grande quantité d'énergie solaire. Les matériaux moins denses, comme le polystyrène et certains bois, n'absorbent pas autant d'énergie solaire. Ces propriétés peuvent varier selon le revêtement du matériau. Par exemple, si un matériau dense tel que le béton était recouvert d'un revêtement hautement réfléchissant, il n'absorberait pas autant d'énergie.
Comment la couleur affecte-t-elle l'absorption et la réflexion ?
L'énergie solaire nous parvient à différentes longueurs d'onde. Les différentes longueurs d'onde associées à la lumière visible composent les différentes couleurs de l'arc-en-ciel. Lorsque nous voyons la couleur d'un matériau, nous voyons le reflet de cette longueur d'onde de la lumière. Par exemple, un matériau bleu réfléchit la lumière bleue. Les matériaux blancs reflètent une grande quantité de lumière visible. Les matériaux noirs absorbent une grande quantité de lumière visible. Par conséquent, les matériaux plus sombres absorberont plus d'énergie solaire que les matériaux plus légers.
Où va l'énergie ?
Lorsqu'un matériau absorbe l'énergie solaire, l'énergie est transférée aux atomes de ce matériau. Finalement, ce matériau est libéré sous forme de chaleur. Selon les propriétés du matériau, ce processus peut se produire à différentes vitesses et intensités. Par exemple, le béton dégage de la chaleur lentement, alors qu'un morceau de métal peut émettre de la chaleur rapidement après l'avoir absorbée. La différence d'émission de chaleur est liée à la différence de conductivité thermique des matériaux. Le métal conduit plus facilement la chaleur que le béton. Par conséquent, la chaleur se propagera à travers le métal plus rapidement qu'elle ne le fait à travers le béton.
Comment pouvons-nous utiliser ces connaissances ?
Nous pouvons utiliser la connaissance des propriétés des matériaux afin de construire des appareils, des bâtiments et d'autres technologies efficaces. Par exemple, les propriétés des matériaux liées à l'émission de chaleur sont extrêmement utiles dans la construction de structures solaires passives. Dans un bâtiment solaire passif, il est important d'utiliser un matériau qui stockera l'énergie solaire du jour et l'émettra lentement pendant la nuit. Dans la conception des bâtiments, cette propriété est appelée la « masse thermique » d'un matériau.
