SOLAR TERMIC SI SOLAR FOTOVOLTAIC

Energia solara este energia iradiata de Soare pe Pamant.
Energia solara poate fi utilizata pentru a genera energia electrica sau electricitatea (fotovoltaica) ori pentru a genera energia termica sau caldura (solar termic).

Avantajele energiei solare

inepuizabila
zero emisiuni, nu cauzeaza incalzirea globala
din ce in ce mai accesibila economic, in masura in care cercetarile in domeniu o eficientizeaza
in unele tari este posibil sa vinzi energia produsa si neutilizata gestionarului retelei electrice, evitand astfel risipa surplusului

Tehnologii

Cele trei tehnologii principale pentru exploatarea energiei solare, sunt:

panoul solar termic (sau colectorul solar)
panoul solar de concentrare sau panoul solar termodinamic
panoul fotovoltaic

Panou solar termic

Panoul solar termic (sau colectorul solar) exploateaza razele solare in scopul incalzirii unui lichid (lichid termo-vector) pe care il contine in interior, si care, la randul sau, prin intermediul unui schimbator de caldura, incalzeste apa continuta intr-un rezervor care functioneaza ca si acumulator : energia termica se inmagazineaza in rezervor pentru a putea fi utilizata chiar si atunci cand expunerea la soare e limitata sau inexistenta (de ex. In timpul noptii).

Permite obtinerea apei calde in principal pentru utilizarea domestica, pentru incalzirea apei sau a ambientului.
Colectorii solari sunt legati intre ei in serie si in paralel, astfel incat sa reuseasca sa produca o cantitate suficienta de apa calda cu o temperatura cuprinsa intre 50°C si 160 °C. Un metru patrat de panou poate incalzii la temperatura de 45/60°C pana la 300 l/zi in functie de conditiile climatice.
Exista tipuri variate de panouri solare, cel mai simplu fiind cel constituit dintro simpla tabla de cupru parcursa in interior de o serpentina.

Exista doua tipuri de implanturi solare termice:

cu circulatie naturala: in acest caz, lichidul este chiar apa care cand se incalzeste in urma convectiei urca intr-un rezervor (boiler), care trebuie sa fie mai inalt de cat panoul (si in afara edificului), din care vine distribuita in scopul utilizarii domestice; circuitul este deschis, astfel ca apa consumata este inlocuita de o alta cantitate de apa. Acest implant este valoros prin simplitatea sa, dar este caracterizat de o dispersie termica elevata.
cu circulatie fortata: un circuit compus din panou, o serpentina postata in interiorul rezervorului si tuburile de racord.. O pompa permite cedarea caldurii racoltate din lichid, similar lichidului utilizat pentru radiatoarele de la automobile, pe serpentina postata in interiorul rezervorului. Circuitul este mult mai complex, insa are o eficienta termica mult mai ridicata considerand faptul ca rezervorul se afla in interior si astfel este mai putin supus la scaderile de temperatura din timpul noptii sau datorate conditiilor climatice.

Panou solar termodinamic

Panoul solar de concentratie sau panoul solar termodinamic:angajeaza o serie de oglinzi parabolice pentru a indrepta razele solare spre un tub ricever si atinge cele mai inalte temperaturi ale panoului solar simplu. In tub circula un lichid (anumit lichid termo-vector deoarece este un bun conductor de caldura), care absoarbe energia si o transporta intr-un rezervor de acumulare.
Poate fi utilizat pentru generarea vaporilor ce fac posibila miscarea turbinelor asociate alternatorilor ce produc curent electric. Vorbim in acest caz de solar termodinamic.
Tehnologia cea mai utilizata in cazul temperaturilor inalte, include: oglinzile parabolice lineare, turnurile solare si sistemele de concentrare de parabolice independente.

Panou solar fotovoltaic

Un modul fotovoltaic este un dispozitiv capabil sa transforme energia solara in energie electrica mediind efectul fotovoltaic, si se foloseste ca generator de curent intr-un implant fotovoltaic.
Efectul fotovoltaic este procesul de transformare a energiei solare in energie electrica, mai precis a radiatiilor solare intr-un curent continuu de electroni.
Acest proces implica fenomenul fizic al interactiunii dintre un foton (radiatia solara) cu electroni externi ai unor materii (semiconductoare) care datorita energiei primita de la foton se elibereaza de atomul originar lasand o lacuna; electronii atomilor vecini ocupa astfel lacunele atomilor adiacenti, creand astfel un adevarat flux de electroni (curentul electric).
Celula fotovoltaica este elementul de baza in construirea unui modul fotovoltaic.Cea mai intalnita varianta de celula fotovoltaica, cea din material de structura cristalina, este constituita dintr-o lamela de material semiconductor, cel mai comun fiind siliciul. Tratata corect, produce o diferenta de potential intre suprafata superioara (-) si cea inferioara (+). Radierea solara care atinge celula pune in miscare electronii care trec din partea negativa in partea pozitiva creand un flux ce genereaza curentul continuu. Puna cand celula este supusa iradierei solare se elibereaza electricitate sub forma curentului electric.
Fiecare celula este conectata la alte celule cu ribbon metalic, astfel incat sa formeze serie si paralele electrice, dand nastere la un modul fotovoltaic. Mai multe module sunt la randul lor uniti pentru a genera o cantitate utila de electricitate. In unele cazuri se utilizeaza un inverter pentru a transforma curentul continuu cu voltaj redus, in curent alternat de voltaj ridicat.
Tehnologiile cele mai utilizate pentru realizarea panourilor fotovoltaice sunt:

modulul mono sau poli-cristalin din siliciu, care este cel mai bine reprezentat pe piata
modulul cu pelicula subtire

Mudulul mono-cristalin este realizat prin sectionarea unui singur cristal cilindric de silicon pur. Modulul mono-cristalin ofera cea mai inalta eficienta (in jur de 18% din randament), insa implica un proces complex de realizare si costuri semnificative.

Modulul poli-cristalin este realizat prin taierea fina a peliculei de siliciu fuzionat si recristalizat. Poli-cristalinele sunt cele mai economice din punct de vedere al producerii, dar mai putin eficiente daca le comparam cu mono-cristalinele (in jur de 14% din randament).

Modulul cu pelicula subtire este realizat depozitand un strat subtire de material semiconductor pe un substrat. Cel mai intalnit tip de pelicula subtire este facut din siliciu amorf (a-Si), dar desigur, putem intalni multe alte materiale.

Prin rendament se intelege procentajul de energie solara captata si transformata in energie electrica
raportat la energia totala ce ajunge la suprafata modulului, si poate fi considerata un indice de corelatie intre watt obtinuti si suprafata ocupata, restul de variabile fiind neschimbate. Datorita uzarii materialelor, in timp, prestatia unui panou fotovoltaic scade cu aproximativ un punct procentual pe parcursul unui an calendaristic.

Energia electrica produsa in timpul zilei trebuie acumulata si utilizata diferit si pentru orele nocturne. In functie de diferentele dintre sistemele de acumulare, implanturile fotovoltaice sunt de doua tipuri:

implanturi tip insula
implanturi conectate la retea

Implanturile tip insula sunt utilizate in zonele izolate, zonele montane unde nu exista retea electrica. Pot fi utilizate pentru alimentarea necesara radiourilor, telefoanelor, dar si pentru iluminarea stradala. Exista si o piata in continua dezvoltare pentru sisteme fotovoltaice portabile, ce pot fi instalate pe barca sau camper.
In general sunt constituiti din:

generator fotovoltaic, constand intr-o serie de moduli fotovoltaici legati intre ei, care au functia de a transforma iradierea solara in energie electrica.
baterie de acumulare, care recolteaza energia generata pe timpul zilei si o face disponibila pe timpul noptii
reglator de incarcare, care gestioneaza sistemul de producere-acumulare de energie. De exemplu, deconecteaza bateria generatorului in cazul in care este plin
inverter, pentru transformarea curentului continuu in curent alternativ

Implanturile fotovoltaice conectate la retea sunt utilizate in zonele urbane, alimentate de reteaua electrica nationala. Pe timpul zilei, energia electrica generata este fie utilizata imediat sfie este pusa in retea electrica, dupa ce a fost transformata prin intermediul invertorului in curent alternativ si sincronizat cu energia electrica de retea nationala. In aceste cazuri functia de acumulare este indeplinita de catre reteaua care primeste curent produs de implantul fotovoltaic si il face disponibil in momentul in care este nevoie pentru a fi utlilizat de catre beneficiar, de exemplu in timpul noptii.
Implanturile conectate la retea sunt constituite din:

generator fotovoltaic, constand intr-o serie de moduli fotovoltaici legati intre ei, care au functia de a transforma iradierea solara in energie electrica.
inverter, pentru transformarea curentului continuu in curent alternativ si transmiterea acestuia la retea
panou de control, pentru a gestiona interfata dintre sistemul fotovoltaic si retea

Avantaje

Cele mai semnificative avantaje ale productiei de eneergie electrica prin conversiune fotovoltaica sunt:

inepuizarea sursei
absenta emisiunilor poluante si in special a gasului serra
lipsa consumului de combustibil fossili

Implanturile fotovoltaice sunt si:

simple
fara parti in miscare
fara costuri de functonare si de mentinere, sau cu costuri minime
modulare si pot fi realizate in diverse dimensiuni si capacitati in functie de diferite exigente
pot fi realizate atat in zonee izolate cat si in zonele urbane
usor de integrat in edificile si structurile urbane ocupand suprafete care nu sunt folosite (acoperisuri, fatade, stresini, etc.)

Intre desavantajele:

randament de conversiune inca nu mare. Randamentul unui sistem fotovoltaic variaza in prezent intre 10 si 15% aproape pentru cele din siliciu dar in curand se va putea ajunge la eficienta de doua ori mai mare sau chiar mai mult prin utilizarea noilor materiale semiconductoare si noua tehnologie.
costul energiei produse inca ridicat. Investitia pentru un implant fotovoltaic este inca ridicat.

Din fericire guvernele cele mai implicate, dupa acordul de la Kyoto, au legiferat in favoarea dezvoltarii sistemului fotovoltaic compensand cu ajutoare dezavantajele costurilor majore.

Producatori internationali:

Copyright © 2002-2009 - Ddc-on-line.com - Tutti i diritti riservati - All rights reserved
The use of this site implies acceptance of the conditions of use and consent to the treatment of personal data ( privacy statement).