DE CE ENERGIE SOLARA?

De ce am ales dintre sursele de energie regenerabile energia solară?
Pe baza înregistrărilor meteorologice putem observa uşor că potenţialul solar pe teritoriul României are valori remarcabile. Totodată constatăm că în majoritatea ţărilor dezvoltate din Europa (chiar şi în cele cu potenţial solar inferior celui din România) producerea energiei electrice pe baza energiei luminii soarelui are succes, în special în mici centrale fotovoltaice încadrate în construcţii, în regim racordat la reţea. Efectul fotovoltaic constă în producerea unui curent electric ca urmare a absorbţiei radiaţiei electromagnetice (fotoni). Acest efect cunoaşte aplicaţii importante în semiconductori, unde generarea de purtători de sarcină liberi (electroni, goluri) este semnificativă în raport cu numărul purtătorilor generaţi termic. Dacă în semiconductor există un câmp electric intens (ca în cazul joncţiunilor n-p în siliciu) atunci electronii generaţi ca urmare a absorbţiei radiaţiei (fotoelectroni) vor fi conduşi într-un circuit exterior, generându-se, astfel, energie electrică. Până în anul 1973 (prima criză a petrolului) celulele solare s-au utilizat mai mult în aplicaţii spaţiale. Până la începutul anilor ’90 producţia mondială de celule solare (aproximativ 50 MW/an) era complet nesemnificativă la nivelul consumului de electricitate global.

Sursele regenerabile de energie, şi în particular energia solară fotovoltaică, au primit un impuls puternic în urma summit-ului de la Kyoto (1997) privind starea surselor de poluare ale planetei. Ca urmare a acestui summit, s-a stabilit o reducere a emisiilor de CO2 (principala cauză a efectului de seră) cu 15% până în anul 2010 şi, implicit, sprijinirea dezvoltării accentuate a surselor regenerabile de energie, în particular a aplicaţiilor fotovoltaice. Astfel, în anul 1997 a fost lansat în SUA programul intitulat “1 Milion de acoperişuri”, ce anticipează o producţie de 1,5 GW în anul 2010. În Japonia, programul susţinut de guvern prevede o producţie de 4,6 GW pe an în 2010.

Energia fotovoltaică este energia electrică obţinută din energia soarelui,directă şi indirectă, prin intermediul elementelor fotovoltaice. Energia se obţine datorită efectului fotogalvanic, care se bazează pe specificul siliciului de a elimina o cantitate mică de energie la contactul cu lumina solară. Există şi alte tipuri de materiale cu asemenea calităţi, însă siliciul este prioritar deoarece este uşor accesibil şi constituie 28% din scoarţa terestră.

Sistemele fotoelectrice, ca regulă, se împart în:
1. Sisteme autonome, constituite doar din module fotovoltaice. Pot conţine regulatoare şi acumulatoare.
2. Sisteme hibride, care reprezintă o combinaţie de elemente fotoelectrice şi alte surse pentru producerea energiei electrice: generatoare eoliene, diesel, altele. Aceste sisteme utilizează acumulatoare şi reglatoare de capacităţi şi mărimi mai mici.
3. Sisteme conectate la reţele electrice – reprezintă, practic, staţii electrice mici, care livrează energie electrică direct în

reţeaua comună.

Avantajele sistemelor fotovoltaice:

- siguranţă înaltă – iniţial elementele fotovoltaice au fost elaborate ca tehnologii cosmice,

- rezistente pentru condiţii extreme şi de durata lunga de viaţă; astăzi aceste elementele sunt folosite la obţinerea energiei electrice zi de zi pe pământ, păstrând calităţile de siguranţă iniţiale;

- cheltuieli curente mici, elementele folosesc lumina solara, combustibil gratis,

-datorita lipsei componentelor mobile, nu necesita îngrijire deosebita.

- ecologic curate – nu consuma combustibil fosil, nu produc modificări în mediu, deci nu poluează. Arderea combustibililor fosili produce fum şi gaze toxice, cauzând ploi acide, poluarea apelor şi a aerului. Dioxidul de carbon CO₂ produce efectul de seră. Utilizând doar energia solară nu se produce degradarea mediului şi se reduce efectul de încălzire globale.

- lipsa componentelor mobile nu duce la apariţia zgomotelor (nu produc poluare sonoră), deci pot fi utilizate nemijlocit la consumator,

- fiabilitate ridicata, durata de viata lunga,

- comoditate şi cheltuieli mici la instalare – sistemele fotovoltaice pot fi de diferite mărimi, fiind adaptate la preferinţele consumatorului, mărind sau micşorând ulterior capacitatea. Pot fi mobile şi, deci, pot fi utilizate în diverse locuri,

- rentabile mai ales în locuri izolate, spre exemplu, staţii de comunicaţie, cabane, alte;

- eliminarea armonicilor şi compensarea pierderilor de putere reactivă,
- investiţie iniţial redusă şi recuperare rapidă,
- efecte ecologice prin reducerea factorilor poluanţi,

- cheltuieli mici la transportarea energiei produse – fiind instalate în apropierea nemijlocită a consumatorului nu necesită reţele sau lungimi mari fire de transport a energiei electrice. Este o prioritate esenţială, deoarece se cunoaşte că costul transportării constituie circa 50% din costul final al energiei electrice clasice.

- crearea de noi locuri de muncă într-un domeniu de viitor.

Aplicaţiile sistemelor fotovoltaice

Sisteme PV autonome de la razele soarelui:

sisteme cu alimentare directa: încorporate în faţadele clădirilor, în acoperişuri, conform ultimilor norme de construcţie Europene, care preved construirea de Eco – clădiri cu energie pozitivă.

Sisteme de pompare solara: ridicarea potenţialului zonelor în care nu există energie electrică, asigurând alimentarea spitalelor, a sistemelor de comunicaţie, alimentarea cu apă din puţuri de mare adâncime a animalelor în locuri izolate, alimentarea locuinţelor izolate, sisteme de irigaţii sezoniere.

Sisteme de stocare: balize de semnalizare, lămpi de iluminat public.

Sisteme hibride: sisteme de iluminat şi încălzit locuinţe.

Sisteme PV racordate la reţea: cu injectarea directa in reţea a întregii puteri produse, cu injectarea in reţea numai a puterii neconsumate local

Utilizarea surselor de energie fotovoltaică asigură, împreună cu celelalte surse regenerabile de energie dezvoltarea durabilă şi independenţa energetică a ţărilor care le utilizează deoarece se bazează pe combustibili practic inepuizabili.

În prezent, peste 30 de state dezvoltate utilizează acest tip de sisteme solare de producere a ”energie curate”, contribuind la protecţia mediului şi la reducerea efectului de seră.

La noi în ţară există sisteme fotovoltaice autonome în zona Munţilor Apuseni, Carpaţi, Nordul Moldovei, Parcuri naturale inclusiv Delta Dunării şi litoralul Mării Negre.

Bibliografie:Surse regenerabile de energie – Monografie realizată de S.C.CHIMINFORM DATA S.A.,Bucureşti,2004 în cadrul proiectului „BEST RESULT” – Building and Energy Sistem and Technologies in Renewable Energy Sources Update and Linked Trainig