1. Introduction
L’énergie solaire thermique étant techniquement disponible, sa compétitivité nécessite une plus grande confiance. On peut dire qu’à l’heure actuelle les technologies de concentration solaire qui se basent sur des collecteurs pour concentrer la radiation solaire, réchauffer à haute température un fluide caloporteur au moyen d’un cycle thermodynamique et utiliser ensuite ce fluide pour la génération d’électricité, sont celles qui présentent le plus de possibilités pour une exploitation commerciale. Etant donné le caractère aléatoire des énergies renouvelables et leur faible capacité de stockage, le solaire thermique à concentration présente quelques avantages non négligeables, notamment le fait de pouvoir l’hybrider avec d’autre sources d’énergies renouvelables ou non renouvelables. Cependant il est important de noter que le solaire thermique à concentration n’exploite que le rayonnement direct, contrairement au photovoltaïque qui exploite l’irradiance directe et diffuse du système solaire. Mais en dépit de ses inconvénients, le solaire thermique est bien l’une des sources alternatives aux combustibles fossiles qui produisent des gaz à effets de serre et le réchauffement climatique, dangereux pour la vie sur terre.
1.1 L’énergie solaire (notions de base)
1.1.1 La source d’énergie : le rayonnement solaire
Le rayonnement solaire est une onde électromagnétique émise par la surface de soleil qui résulte des réactions de fusion de l’hydrogène en hélium ayant lieu au cœur du soleil. Chaque seconde, 3.89MJ d’énergie nucléaire est libéré par le noyau du soleil. Ce flux d’énergie nucléaire est rapidement converti en énergie thermique et transportée vers la surface de l’étoile où elle est libérée sous la forme d’un rayonnement électromagnétique. Le Soleil ressemble à un corps noir avec une température de surface de 5800◦K et un pic d’énergie spectral émise à 480 nm. Environ 77 % de l’énergie émise se trouve dans la bande de 300 à 1200 nm. La densité de puissance émise par le soleil est de l’ordre de 64 MW/m² dont 1373 W/m² environ atteint le sommet de l’atmosphère de la terre sans absorption significative dans l’espace. Cette dernière quantité est appelée la constante solaire. Le rayonnement solaire incident sur un capteur solaire est composé de trois parties : le rayonnement direct, le rayonnement diffus et le rayonnement réfléchi par la surface de la Terre (albédo). Ils se décomposent comme suit : 
- Rayonnement direct (ou faisceau de rayonnement) : le rayonnement qui n’est pas réfléchi ou diffusé et qui atteint la surface de la Terre directement.
- Rayonnement diffusé : Rayonnement dispersé dans toutes les directions de l’atmosphère. Une partie arrive au plan sur la surface de la Terre (non directionnelle).
- Albédo : Part du rayonnement qui frappe la terre et qui est réfléchi par le sol.
- Rayonnement global : Combinaison de ces trois rayonnements.
L’irradiation solaire : L’énergie du soleil est due à une réaction de fusion constante durant laquelle 2 atomes d’hydrogène fusionnent en un atome d’hélium. Le soleil émet une énergie constante de Es= 3.8 x 1026 W. L’énergie solaire atteignant l’atmosphère terrestre, appelée irradiation solaire est : GS=1373 W/m²
