Energie solara. Ghid de captare si conversie a energiei solare pentru utilizare

Energie solara. Ghid de captare si conversie a energiei solare pentru utilizare – Victor Emil Lucian

 Pamantul primeste energia necesara desfasurarii tuturor activitatilor inclusiv viata, de la Soare. Durata de viata a Soarelui este estimata la inca 5 miliarde de ani, de aici incolo, ceea ce conduce la concluzia ca, pe scara noastra a timpului, el reprezinta o energie inepuizabila si deci regenerabila. Energia totala captata de scoarta terestra estimata este de 720. 000. 000 TWh/an. Disponibilitatea acestei energii depinde de ciclul zi-noapte, de latitudinea locului unde este captata, de anotimpuri si de patura noroasa existenta, interpusa intre Pamant si Soare. Exista mai multe modalitati de captare/si conversie a energiei solare. Energia solara poate fi captata cu ajutorul captatorilor termici si stocata in acumulatoare termice sub forma de energie termica sau poate genera electricitate cu ajutorul panourilor fotovoltaice, echipate cu celule fotovoltaice.

 Potentialul energetic instantaneu total teoretic al soarelui masoara 105 TW. Daca tinem seama ca atmosfera terestra absoarbe si reflecta o mare parte din aceasta energie (cca 60% din total captat), ca eficienta conversiei direct din energie solara in energie electrica este mica (de cca 20%, conform tehnologiilor si echipamentelor actuale), ca numai 1% din iradiatia emisa este captata la nivelul solului, potentialul practic total este de cca 25-30 TW. Echipamentele actuale au atins la varf, o eficienta a conversiei direct in energie electrica de 35%, iar pentru panouri solare de incalzire de 50-70%.

 Panourile solare folosesc ca sursa energia solara difuza care este gratuita si inepuizabila. Acestea pot asigura 60-70% din nevoia de apa calda menajera pe an a populatiei globului si poate sa functioneze tot timpul anului. Sistemele solare bazate pe colectoarele solare gravitationale care functioneaza in perioada primavara-toamna sunt si ele din ce in ce mai raspandite. Imaginatia omului a ajuns pana acolo incat a folosit energia solara pentru utilizari din cele mai diverse. Lampile solare artizanale pot fi gasite sub forma de set de pitici de gradina, sau alte forme si sunt ideale pentru iluminarea gradinilor, pajistilor, aleilor, foisoarelor.

 Soarele este fara indoiala o vasta sursa de energie. Intr-un singur an, el trimite spre pamant de 20. 000 de ori mai multa energia decat cantitatea necesara de consum a intregii populatii a globului, de 15, 7 TWh. In numai trei zile, pamantul primeste de la soare echivalentul energiei existente in rezervele geologice energetice de combustibili fosili cunoscute in prezent. Energia solara reprezinta una din potentialele viitoare surse de energie, folosita fie la inlocuirea definitiva a surselor conventionale de energie cum ar fi: carbune, petrol, gaze naturale etc., fie la folosirea ei ca alternativa la utilizarea surselor de energie conventionale mai ales pe timpul verii, cea de a doua utilizare fiind in momentul de fata cea mai raspandita folosire din intreaga lume. Energia solara ce atinge suprafata Pamantului intr-o ora este suficienta pentru a satisface nevoia de energie a tuturor locuitorilor de pe Pamant pentru o perioada de un an de zile! Marele avantaj al energiei produse cu surse solare este ca pretul ei scade rapid si se estimeaza ca in maxim doua decenii, energia electrica produsa cu resursa solara va concura cu energia electrica conventionala obtinuta din combustibili fosili.

 Poate cel mai evident avantaj, in vederea utilizarii acesteia, este acela de a nu produce poluarea mediului inconjurator, deci este o sursa de energie curata; un alt avantaj al energiei solare este faptul ca sursa de energie pe care se bazeaza intreaga tehnologie este gratuita. In plus, un avantaj de necontestat este acela al sigurantei si stabilitatii functionarii instalatiilor de captare si conversie, datorita faptului ca nu au in componenta piese in miscare si nu necesita lucrari de intretinere. Procesele tranzitorii in componentele sistemului de conversie de la o stare la alta se produc instantaneu. Dintre toate sursele de energie care intra in categoria surselor ecologice si regenerabile cum ar fi: energia eoliana, energia geotermala, energia mareelor; energia solara se remarca prin instalatiile simple, sigure si cu costuri reduse ale acestora la nivelul unor temperaturi in jur de 100°C, temperatura folosita pentru incalzirea apei cu peste 40˚C peste temperatura mediului ambiant, instalatii folosite la incalzirea apei menajere sau a cladirilor. De aceea, este deosebit de atractiva ideea utilizarii energiei solare in scopul incalzirii locuintelor si se pare ca acesta va fi unul dintre cele mai largi domenii de aplicatie a energiei solare in acest secol si urmatorul. Tehnologia de fabricatie a echipamentului pentru instalatiile solare de incalzire a cladirilor este deja destul de bine pusa la punct intr-o serie de tari ca Japonia, S. U. A., China, Australia, Israel, Rusia, Franta, Canada si Germania.

 Romania se gaseste intr-o zona geografica cu acoperire solara buna cu un flux anual de energie solara cuprins intre 1000 kWh/m²/an si 1300 kWh/m²/an. Din aceasta cantitate de energie se pot capta intre 600 si 800 kWh/m²/an. Radiatia medie zilnica poate sa fie de 5 ori mai intensa vara decat iarna. Dar si pe timp de iarna, in decursul unei zile senine, se pot capta 4 – 5 kWh/m²/zi, radiatia solara captata fiind independenta de temperatura mediului ambiant. 

 Unele aspecte ale energiei solare constituie o problema pentru unii, fiind insa o oportunitate pentru altii. Pentru simplul fapt ca soarele straluceste deasupra fiecarui acoperis al fiecarei case, acesta poate fi un exemplu de avantaj pentru oamenii de rand si pentru folosirea energiei solare la nivel individual, nu numai in marile companii dotate cu echipamente speciale de captare si prelucrare a razelor solare, echipamente ce ar fi asezate pe suprafete mari de teren.

 Avantajele sunt multiple: un profit crescut considerabil, o stare de sanatate mai buna a oamenilor determinata de lipsa poluarii, sau daca nu, macar de diminuarea ei. Avantajul utilizarii energiei solare este faptul ca aceasta este inepuizabila, fiind si una din cele mai “curate” forme de energie.

 Nivelul de insolatie reprezinta cantitatea de energie solara care patrunde in atmosfera si ajunge pe suprafata pamantului. Aceasta cantitate de energie solara variaza in functie de latitudine, altitudine si perioada a anului. Nivelul de insolatie este exprimat ca media zilnica lunara/anuala in kWh /m².

 Toate avantajele energiei solare prezentate mai sus m-au determinat sa incep ciclul manualelor “ghid” de folosire a energiilor din natura, regenerabile, nepoluante, gratuite, pe care am intentia sa le scriu si public in urmatoarea perioada de timp. Cartea se adreseaza atat celor ce sunt interesati sa-si construiasca singuri o instalatie care sa le asigure o independenta energetica cat si doritorilor de cunoastere de capabilitatea energiei solare.