Conversia energiei solare in energie electrica
Panouri fotovltaice
Prof.univ:Ciobanu Daniela
Autor: Anul II,gr
16184
-2010-
1
Cuprins 1.Introducere………………………………………………………………… …………………….3 2.Formele 2.Formele de energie si de conversie a acestora…………………………………….5 3.Conversia energiei solare in alte tipuri de energie………………………….......7 4.Captarea 4.Captarea energiei energiei solare-domenii solare-domenii de utilizare…………………………………....8 5. Panourile fotovoltaice................... fotovoltaice....................................... ........................................ ...................................... ........................ ...... ................10 6.Principiu de functionare al celulelor solare………………………………………...12 7.Constructia sistemelor fotovoltaice……………………………………………………17 8.Baterii solare…………………………………………………………………………… …….....19 9.Avantajele 9.Avantajele folosirii panourilor fotovoltaice…………………………………………20 10.Concluzii…………………………………………………………………… …………………….21 Bibliografie
2
Introducere Soarele s-a format cu 5 miliarde de ani în urmă. Este steaua cea mai apropiată de pământ, la cca. 150 milioane kilometri distanţă, iar diametrul s ău e de 100 de ori mai mare decât cel al pământului. Energia emisă de soare provine dintr-un lanţ de reacţii termonucleare din nucleul soarelui. Când energia acestora atinge suprafaţa soarelui, puterea este de 66 milioane Watt/m 2. Această radiaţie sau energie radiantă este dispersat ă şi călătoreşte de la soare spre univers. Când atinge atmosfera pământului puterea sa medie scade la 1360 Watt/m2. Când atinge suprafaţa pământului, atmosfera reflectă şi absoarbe o parte a radiaţiei, astfel încât, într-o zi însorită, puterea ei medie este de doar 1000 Watt/m 2. Energia radiantă a soarelui conţine un întreg spectru de lungimi de undă şi constituie mici pachete de particule de energie numite fotoni. Lumina este format ă din acele lungimi de undă vizibile pentru ochiul uman. Lumina se deplasează cu o viteză de 300 000 km/secundă. Soarele încălzeşte pământul, mările, lacurile, râurile şi aerul în timpul verii. Din aceasta decurge stocarea c ăldurii în perioada rece şi aceasta este căldura ce poate fi concentrat ă folosind pompele de căldură. 3
Energia solara reprezinta una din potentialele viitoare surse de energie, folosita fie la înlocuirea definitiva a surselor conventionale de energie cum ar fi: carbune, petrol, gaze naturale etc, fie la folosirea ei ca alternativã la utilizarea surselor de energie conventionale mai ales pe timpul verii, cea de a doua utilizare fiind în momentul de fata cea mai raspandita utilizare din întreaga lume. Poate cel mai evident avantaj, în vederea utilizarii acesteia, pe care îl are, este acela de a nu produce poluarea mediului înconjurator, deci este o sursa de energie curata; un alt avantaj al energiei solare este faptul ca sursa de energie pe care se bazeaza întrega tehnologie este gratuita. Utilizarea energiei solare apare din timpurile istoriei ca prezenta în viata oamenilor sub diferite forme: arma, curioziotate, utilizare efectiva; astfel în secolul al III-lea î.H., matematicianul grec Arhimede (287 - 212 î.H.) a aparat cetatea Siracuza (Sicilia) de atacuri, cu ajutorul unor oglinzi uriase care orientau fasciculele de lumina focalizata spre navele inamice, incendiindu-le.
In 1767, apare si termenul de energie termo-solarã, când omul de stiinta elevetian Horace de Saussure a inventat "cutia fierbinte", în fapt cel dintai colector solar iar în 1830 astrologul Sir John Hershel utilizeaza "cutia fierbinte" pentru a gati în timpul unei expeditii în sudul Africii ori în anul 1891 când are loc patentarea primului sistem comercial de încalzire a apei de catre Clarence Kemp.Dintre toate sursele de energie care intra în categoria surse ecologice si regenerabile cum ar fi: energia 4
eoliana, energia geotermala, energia mareelor; energia solara se remarcã prin instalatiile simple si cu costuri reduse ale acestora la nivelul unor temperaturi în jur de 100°C, temperatura folosita pentru încalzirea apei cu peste 40 grade peste temperatura mediului ambiant, instalatii folosite la încalzirea apei menajere sau a cladirilor. De aceea, este deosebit de atractiva ideea utilizarii energiei solare în scopul încalzirii locuintelor si se pare ca acesta va fi unul dintre cele mai largi domenii de aplicatie a energiei solare în urmatorul secol. Tehnologia echipamentului pentru instalatiile solare de încalzire a clãdirilor este deja destul de bine pusa la punct într-o serie de tari ca Japonia, S.U.A., Australia, Israel, Rusia, Franta, Canada si Germania. In acest proiect voi incerca sa evidentiez importanta acestor surse de energie regenerabila,cat si noi idei cu privire la dezvoltarea exploatarii acestora.
2. Formele de energie si formele de conversie a acestora În functie de etapele de conversie si utilizare, energia are formele urmãtoare: · Energie primara.Aceasta energie este recuperata din natura.Poate fi:finita (combustibili clasici) si regenerabila; · Energie secundara definita ca forma de energie obtinuta prin conversia energiei primare si care poate fi folosita într-o gama larga de aplicatii cum sunt : energie electrica, mangalul, carbunele sortat de calitate superioara, lemnul de foc taiat si spart etc. · Energie finala reprezinta energia obtinuta prin conversia energiei secundare într-un motor ,cazan , calculator, bec… · Energia utila se obtine prin conversia energiei finale si este energia efectiv înglobata într-un produs sau exclusiv utilizata pentru un serviciu. 5
Formele primare pot fi grupate astfel: · Surse conventionale sau clasice: sursele care s-au impus prin folosire îndelungata: combustibili fosili, deseurile combustibile; · Surse neconventionale sunt acele surse care nu au o folosire îndelungata: energie nucleara, energie primara regenerabila cu cele trei forme: energie solara, energie geotermala, energia data de miscarea planetelor. Sursele regenerabile (reînnoibile) sunt sursele care se regenereaza pe masura ce sunt consumate. Cel mai mare aport de energie primara este adus de radiatia solara ce ajunge în straturile superioare ale atmosferei terestre. Aproximativ 30% din radiatia primita de pamant este reflectata în spatiul cosmic de catre nori si suprafata terestra iar restul de 70% este absorbita ea regasindu-se în caldura aerului, a apei, în caldura latenta de evaporare a apei din mari si oceane si de pe suprafata de uscat umeda; se regãseste în biomasa datorita proceselor de fotosinteza din plante. Caldura absorbita de aer si apa este remisa în cele din urma sub forma de radiatii infrarosii (IR) spatiului înconjurator. Caldura latenta de evaporare a apei este deasemenea eliberata prin condensare. Energia geotermala produce un flux de energie comparativ mic dinspre litosfera spre atmosfera si oceane prin conductia caldurii. Din aceasta energie numai 1% se regaseste în vulcani sau în campuri geotermale active. Miscarea planetelor din sistemul solar se regaseste disipata în mareele din oceane. Fluxurile de energie generate de radiatia solarã si celelalte douã surse în mediului înconjurator al omului sunt fluxurile naturale de energie secundarã care sunt mult mai mici decat fluxurile rezultate prin transferul direct de enegie de la lumina solara. Aceste fluxuri de energie naturala sunt: · Energia potentiala si cinetica a cursurilor de apa; · Vanturile, valurile si energia cinetica a curentilor oceanici; · Energia solara absorbita prin fotosinteza din biomasa; Cele mai importante fluxuri naturale de energie din mediul înconjurator direct al omului, ce pot fi exploatate sunt: 6
· Radiatia solara absorbita la nivelul scoartei terestre; · Vanturile care transporta aer fierbinte si umed spre poli si aer rece si uscat catre ecuator;
3. Conversia energiei solare in alte forme de energie conversia fototermica:
Prezinta o mare importanta in aplicatiile industriale cum sunt incalzirea cladirilor, prepararea apei calde de consum, uscarea materialelor, distilarea apei etc. In cazul conversiei fototermice, adica a termoconversiei directe a energiei solare, se obtine caldura inmagazinata in apa, abur, aer cald, alte medii,lichide, gazoase sau solide. Caldura astfel obtinuta poate fi folosita direct sau convertita în energie electrica, prin centrale termoelectrice sau prin efect termoionic; poate fi folosita prin transformari termochimice sau poate fi stocata în diverse medii solide sau lichide.
conversia fotomecanica:
Aceasta prezinta o importanţa deocamdata în energetica spaţiala, unde conversia bazata pe presiunea luminii da nastere la motorul tip "vela solara", necesar zborurilor navelor cosmice. Conversia fotomecanica se refera la echiparea navelor cosmice destinate calatoriilor lungi, interplanetare, cu asazisele "panze solare", la care, datorita interacţiei între fotoni si mari suprafete reflectante, desfasurate dupa ce nava a ajuns în "vidul cosmic", se produce propulsarea prin impulsul cedat de fotoni la interactie. 7
conversia fotochimica:
Poate prin doua moduri sa utilizeze Soarele într-o reactie chimica, fie direct prin excitatii luminoase a moleculelor unui corp, fie indirect prin intermediul plantelor (fotosintezã) sau a transformarii produselor de dejectie a animalelor. Conversia fotochimica priveste obtinerea pilelor de combustie prin procesele de mai sus.
conversia fotoelectrica:
Cu mari aplicatii atat în energetica solara terestra, cat si in energetica spatiala. Conversia fotoelectrica directa se poate realiza folosind proprietatile materialelor semiconductoare din care se confectioneaza pilele fotovoltaice. Problema a fost complet rezolvata la nivelul satelitilor si a navelor cosmice, dar preturile, pentru utilizarile curente, sunt inca prohibitive.
4.Captarea energiei solare - Domenii de utilizare 8
Energia solarã cu ajutorul diverselor instalaţii se utilizeazã în toate domeniile de activitate şi pentru diferite procese cum ar fi: cel mai raspândit pentru încãlzirea apei menajere, pentru producerea de curent electric, pentru uscarea lemnului, pentru desalinizarea apei etc. Energia solarã se foloseşte în diverse activitãţi cum ar fi:
Domenii de utilizare a principalelor tipuri de instalaţ ii solare: IMAGINI
INSTALAŢ TEMPERAT DOMENIU II CU URI
Colector plan
100°C
încãlzire
preparat apã caldã
9
uscare
desalinizare
Colector cu de producere concentrat 300 - 500°C a apei fierbinţi or şi a aburului cilndrico parabolic procese
tehnologice de Colector descompunere cu a unor concentrat substanţe 600 - 900°C or pentru de producere de revoluţie lucru mecanic şi energie electricã Sisteme de concentrar e 3000 a radiaţiei 5000°C cu heliostate şi receptor turn
pentru
determinarea performanţelor diferitelor materiale la temperaturi înalte
Panourile solare se impart in captatoare solare:sunt cele care transforma energia solara in energie termica si panouri fotovoltaice,sunt cele care transforma energia solara in energie electrica. 10
6.Panourile fotovoltaice
Scurt istoric Oamenii cercetau de mult posibilitatile de folosire a energiei solare, a apei si a vantului. Utilizarea energiei solare ca resursa eneregetica, a inceput inca din antichitate, unde cu ajutorul lentilelor si oglinzilor au captat acest tip de energie. Acestea erau panourile solare antice. Cu trecerea timpului insa resursele energetice fosile au inceput sa domine, iar resursele energetice alternative au devenit mai putin importante. Resursele energetice alternative au capatat iarasi importanta dupa ce omenirea s-a confruntat cu faptul ca resursele energetice fosile sunt limitate. Asa am inceput din nou sa ne orientam cu totii spre folosirea resurselor energetice alternative inepuizabile care include si folosirea panourilor fotovoltaice. Primele celule aveau 4% eficienta si au fost produse in anul 1950. Astazi in a treia generatie de panouri fotovoltaice, celula contine o eficienta de 20% si se spera ca in cativa ani aceasta sa creasca. Celulele solare inainte erau folosite adesea pentru 11
calculatoarele personale şi pentru ceasuri.Ea mai este folosit ă pentru alimentarea sateliţilor artificiali, a sta ţiilor cosmice, outpost-uri indepartate. In zilele de azi panourile fotovoltaice au intrat in aproape toate domeniile si mediile sociale. Pretul variaza in functie de necesarul electric al incintei pentru care se monteaza sistemul, acesta poate asigura intre 20 si chiar 80% din necesarul de consum, pentru anumite perioade de timp. Reglementarile UE obliga tarile membre ca un procent semnificativ din energia produsa de acestea pana in anul 2012 sa fie prin mijloace alternative. Cresterea cantitatii de energie solara convertita in electricitate de un sistem de panouri solare poate fi crescuta in doua moduri: adaugi mai multe panouri sau cresti eficienta celulelor fotovoltaice. Cea de-a doua metoda preocupa oamenii de stiinta, care au reusit stabilirea unui nou record de eficienta: 40,8 %, cu 0,1 % mai mult decat recordul precedent stabilit cu doi ani in urma. În zonele tropicale aceasta cauzează arderea tufişiurilor, focul izbucnind datorita focalizării razelor solare prin pic ăturile de rouă, care se conporta ca nişte lentile optice. Grecii au utilizat energia solara încă din 400 î.e.n. pentru aprinderea focului, folosind globuri de sticlă pline cu apă. În 200 î.e.n. ei si chinezii foloseau oglinzi concave în acest scop. Panourile fotovoltaice transformă radiaţia solară în energie electrică. Un panou fotovoltaic este compus din mai multe celule solare legate în serie sau paralel. Randamentul unor asemenea panouri este cuprins între 8-20%, în funcţie de gradul de absorb ţie a radia ţiei solare. Eficien ţa destul de scazută a panourilor fotovoltaice actuale este în principal datorată faptului că din spectrul solar vizibil doar o mică parte de frecvenţe de undă a radiaţiilor luminoase sunt transformate în electricitate. Panourile fotovoltaice generează curent continuu, cu parametri variabili, inadecvaţi încărcării unor acumulatori. Din 12
acest motiv este nevoie de un convertor care să transforme energia electric ă produs ă de panurile fotovoltaice în energie electrică cu parametri bine determinaţi. Acest convertor are şi diverse funcţii de protecţie a acumulatorilor şi a panoului fotovoltaic. Un panou solar fotovoltaic spre deosebire de un panou solar termic transformă energia luminoasă din razele solare direct în energie electrică. Componentele principale ale panoului solar reprezintă celulele solare. Pentru a îndeplini condiţiile impuse de producerea de energie electrică, celulele solare se vor asambla în panouri solare utilizând diverse materiale, ceea ce va asigura: •
•
•
•
•
•
•
protecţie transparentă împotriva radiaţiilor şi intemperiilor legături electrice robuste protecţia celulelor solare rigide de acţiuni mecanice protecţia celulelor solare şi a legăturilor electrice de umiditate asigurare unei răciri corespunzătoare a celulelor solare proteţia împotriva atingerii a elementelor componente conducătoare de electricitate posibilitatea manipulării şi montării uşoare
13
6.Principiu de funcţionare al celulelor solare
Fotonii incidentali eliberează electroni şi goluri, care se vor separa în câmpul electric al zonei de sarcină spaţial ă a joncţiunii p-n.
Structura unei celule solare simple cu impurificare pin - positive intrinsic negative. 14
Celulele solare pe bază de materiale semiconductoare în principiu sunt construite ca nişte fotodiode cu suprafaţă mare care însă nu se utilizează ca detectoare de radiaţii ci ca surs ă de curent. Interesant la acest tip de semiconductoare este că prin absorbţie de energie (c ăldură sau lumină) elibereaz ă purt ători de sarcină (electroni şi goluri). Este nevoie de un câmp electrostatic intern pentru ca din aceşti purtători să se creeze un curent electric dirijându-i în direcţii diferite. Acest câmp electric intern apare în dreptul unei joncţiuni p-n. Pentru că intensitatea fluxului luminos scade exponenţial cu adâncimea, această joncţiune este necesar să fie cât mai aproape de suprafaţa materialului şi să se pătrundă cât mai adânc. Această joncţiune se creează prin impurificarea controlată. Pentru a realiza profilul dorit, în mod normal se impurifică „n” un strat subţire de suprafaţă şi „p” stratul gros de dedesubt în urma căruia apare joncţiunea. Sub acţiunea fotonilor apar cupluri electron-gol în joncţiune, din care electronii vor fi acceleraţi spre interior, iar golurile spre suprafaţă. O parte din aceste cupluri electron-gol se vor recombina în joncţiune rezultând o disipare de căldură, restul curentului putând fi utilizat de un consumator, încărcat într-un acumulator sau prin intermediul unui invertor livrat în re ţeaua publică. Tensiunea electromotare maximă la bornele unei celule solare (de exemplu la cele mai utilizate, celulele de siliciu cristaline) este de 0,5 V. Structura celulelor solare se realizează în aşa mod încât să absoarbă cât mai multă lumină şi să apară cât mai multe sarcini in joncţiune. Pentru aceasta electrodul de suprafaţă trebuie să fie transparentă, contactele la acest strat să fie pe cât posibil de subţiri, pe suprafaţă se va aplica un strat antireflectorizant pentru a micşora gradul de reflexie a luminii incidente. Acestui strat antireflectorizant i se atribuie culoare negru-albăstruie a celulelor solare care fără aceasta ar avea o culoare gri-argintie.
15
La celulele solare moderne se obţine din nitrat de siliciu prin procedeul PE-CVD(pe o suprafaţă încălzită se depun în urma unei reacţii chimice componente extrase dintr-o fază gazoasă) un stratul antireflectorizant de cca 70 nm grosime (sfert de lungime de undă la un coeficient de refracţie de 2,0). Se mai utilizează straturi reflectorizante din SiO2 şi TiO2 ce se depun prin procedeul AP-CVD. Grosimea stratului influenţează culoarea celulei (culoarea de interferenţă). Grosimea stratului trebuie s ă fie cât se pote de uniformă, deoarece abateri de câ ţiva nanometri măresc gradul de reflexie. Celulele îşi datoreaz ă culoarea albastră realizării unei grosimi ce corespunde lungimii de und ă a culorii roşii, culorea cea mai bine absorbită de siliciu. În principiu însă în acest mod se pot realiza celule roşii, galbene, sau verzi la cerinţe arhitectonice deosebite, dar vor avea un randament mai slab. În cazul nitratului de siliciu şi a bioxidului de siliciu stratul antireflectorizant mai are şi un rol de a reduce viteza de recombinare superficial ă. Celule solare pe bază de siliciu
Celulă solară multicristalină
16
o placă (wafer) multicristalină
Materialul cel mai utilizat pentru fabricarea de celule solare pe bază de semiconductori este Siliciul. Dacă la început pentru producerea celulelor solare se utilizau deşeuri rezultate din alte procese tehnologice pe bază de semiconductori, ast ăzi se apelează la materiale special în acest scop fabricate. Pentru industria semiconductorilor siliciul este materialul aproape ideal. Este ieftin, se poate produce întru-un singur cristal la un înalt grad de puritate, şi se poate impurifica(dota) în semiconductor de tip “n” sau “p”. Prin simpla oxidare se pot crea straturi izolatoare subţiri. Totuşi lărgimea zonei interzise fac siliciul mai puţin potrivit pentru exploatarea direct ă a efectului fotoelectric. Celule solare pe bază pe siliciu cristalin necesită o grosime de strat de cel pu ţin 100 µm sau mai mult pentru a pute absorbi lumina solară eficient. La celulele cu strat subţire de tip semiconductor direct ca de exemplu GaAs sau chiar siliciu cu structura cristalină puternic perturbată (vezi mai jos), sunt suficiente 10 µm. În funcţie de starea cristalină se deosebesc următoarele tipuri de siliciu: Tip celula solara utilizat Randament Descriere
Siliciu Monocristalin 10 – 15 % Siliciu monocristalin – cristal unic si continu fara aproape nici un defect Foarte stabil
Avantaje Dezavantaje
17
Experienta i ndelungata Proces lung si complicat de productie
Parte din piata mondiala
Tip celula solara utilizat Randament Descriere
42%
Siliciu Multicristalin 9– 13 % Siliciu multicristalin – granule multiple de cristal monocristalin turnat in lingou Fabricare rapida
Avantaje Dezavantaje Parte din piata mondiala
Tip celula solara utilizat Randament Descriere
Experienta buna Proces lung si complicat de productie
42%
Siliciu EFG (Edge-defined Film-fed Growth) 10 – 13 % Siliciu cristalin – crescut in blocuri dar in straturi subtiri Fabricare rapidasi economica
Avantaje
Dezavantaje
Experienta buna Suprafata celulei neregulata si poate cauza probleme in procesul de fabricare
Parte din piata mondiala
Tip celula solara utilizat Randament
Descriere
Avantaje Dezavantaje Parte din piata mondiala
18
3%
Siliciu Amorf 4–6%
Siliciu amorf
Fabricare in tehnologie dezvoltata pentru consumatori Randament foarte scazut
12%
Tip celula solara utilizat Randament
Descriere Avantaje Dezavantaje Parte din piata mondiala
CIS, CdTe 7 – 10 % Cupru Iridium Deselenit (CIS) sau Cadmiu telurit (CdTe)
Fabricare rapida Tehnoligie relativ noua si inca neperformanta
1%
7.Constructia sistemelor fotovoltaice Un astfel de sistem este compus din: - panouri fotovoltaice pentru conectare la retea - invertor pentru divertare in retea -contor electric pentru a masura cantitatea de energie produsa si livrata in retea;
Construcţia unui panou solar obişnuit
-Un geam (de cele mai multe ori geam securizat monostrat) de protecţie pe faţa expusă la soare; -Un strat transparent din material plastic (etilen vinil acetat, EVA sau cauciuc siliconic) în care se fixează celulele solare;
19
-Celule solare monocristaline sau policristaline conectate între ele prin benzi de cositor; -Caserarea feţei posterioare a panoului cu o folie stratificat ă din material plastic rezistent la intemperii fluorura de poliviniliden (Tedlar) şi Polyester;
Sistemul clasic fotovoltaic insular-alcatuit din urmatoarele componente: -panouri fotovoltaice, -regulatorul de incarcare al bateriilor, -grupul de baterii de 12, 24 sau 48 V DC -invertor, ce tranforma curentul continuu DC in curent alternativ AC;
20
Se pot realiza sisteme ce pot diverta energia produsa(surplusul de energie ) in retea.
8.Bateriile solare
Radiatia solara mai are numeroase utilitati. Astfel, pe langa rolul foarte important pe care l-am amintit mai sus, acela de a încalzi apa sau de a topi metalele, energia solara mai poate fi folosita si pentru producerea de energie. Aparatele care convertesc energia solara în energie electrica se numesc panouri solare. Pe aceste panouri solare se afla niste baterii solare sau fotocelule. Bateriile solare sunt niste instrumente electronice care utilizeaza fenomenul fotoelectric pentru producerea energiei electrice. Într-o fotocelula se genereaza o tensiune mica, de aceea trebuie legate mai multe astfel de celule în serie, pentru ca bateria solara sa se poata folosi ca sursa de energie. Fotocelulele sunt niste placi subtiri din materiale semiconductoare, de obicei siliciu. Unele sunt facute din galiu, arseniu, care sunt tot semiconductoare. Astfel de celule au randamentul mai scazut, dar sunt functionale si la 21
temperaturi ridicate si au avantajul ca sunt mai ieftine. De aceea se folosesc pentru alimentarea cu energie a satelitiilor, mai expusi radiatiei solare deoarece în spatiul cosmic nu exista strat de ozon care sa reduca cantitatea de radiatie solara, asa cum se întampla pe Pamânt. Cei mai multi sateliti artificiali functioneaza cu ajutorul panourilor solare, asemenea calculatoarelor si a majoritatii ceasurilor cu quartz. Energia solara poate fi folosita de masini, ca o alternativa la combustibilii fosili, deoarece energia solara este o sursa de energie relativ ieftina, în comparatie cu combustibilii fosili, si pe deasupra are avantajul ca este si mai putin poluanta, astfel se evita distrugerea stratului de ozon. Drept urmare, englezii au facut si ei un experiment. Avionul Solar Challenger a zburat peste Canalul Mânecii având o singura sursa de energie si anume radiatia solara. Panourile solare care îi acopereau aripile generau suficient curent electric pentru a roti elicea cu turatie corespunzatoare. Avantajele energiei solare sunt nenumarate, spre deosebire de dezavantaje, care sunt costurile panourilor solare si mai precis a pilelor fotoelectrice. Astfel, în locurile mai greu accesibile, se utilizeaza pilele fotoelectrice pentru furnizarea curentului electric în gospodarii. O parte din energia solara captata în timpul zilei este încarcata în niste acumulatori, astfel ca energia electrica nu se întrerupe odata cu lasarea serii, când razele solare nu mai ajung pe pamânt datorita alternantei zi-noapte. Bateriile soalare mai au avantajul ca ofera o siguranta mare. Odata ce sunt montate, ele nu prea necesita revizie tehnica deoarece nu exista nimic mecanic în componenta lor, si astfel nu exista nici forte de frecare care sa uzeze metalele. În Marea Britanie si în alte parti ale lumii se utilizeaza bateriile solare pentru farurile fara personal. Aceste faruri folosesc acelasi principiu si sunt de încredere. Înca din anii 60’ satelitii artificiali care graviteaza în jurul pamantului sunt alimentati de panouri solare. Încalzirea cu ajutorul radiatiei solare este primul pas în utilizarea energiei solare pe scara larga. Urmatorul pas este 22
proiectul inginerului american Peter Glaser. Acesta consta în utilizarea unor panouri solare în spatiu pentru captarea energei solare iar curentul electric sa fie trimis pe Pamânt cu ajutorul microundelor. Avantajul acestui sistem este ca aceste panouri ar folosi toata radiatia solara furnizata de soare iar dezavantajul ar fi ca microundele care transporta energia eletrica pe Pamânt ar ucide orice fiinta vie care s-ar intersecta cu raza de microunde. Atât timp cât mai exista combustibilii fosili, folosirea energiei solare este limitata deoarece panourile solare necesare captarii energiei solare ocupa un spatiu destul de întins în comparatie cu echipamentele care folosesc energie electrica furnizata de combustibilii fosili.
9.Avantajele utilizarii panourilor fotovoltaice Avantajul este reprezentat in primul rand de posibilitatea asigurarii energiei electrice in locatii izolate care nu au acces la reteaua de furnizare energie electrica. Un astfel de sistem este usor de instalat, nu necesita cunostinte speciale in domeniu energetic, intretinerea panourilor este facila acestea nu necesita decat curatarea de impuritatile ce se ataseaza pe suprafata acestora. Durata medie de utilizare a acestor panouri este de 20-25 ani, singura componenta care necesita o atentie mai sporita si a carei durata de viata este mai scurta in cazul sistemelor insulare sunt bateriile. Un alt avantaj considerabil al acestor sisteme este ca se pot extinde in cazul aparitiei unor consumatori electrici suplimentari.
Concluzii
23
In concluzie, caracteristicile pe care trebuie sa le indeplineasca o unitate de stocare a energiei solare pot fi rezumate astfel (in functie de domeniul de aplicatie): •
•
•
•
•
unitatea de stocare trebuie sa fie capabila sa primeasca energia cu maximum de viteza fara forte termodinamice excesive (de ex. diferente de temperatura; diferente de presiune; diferente de potential etc.) unitatea de stocare trebuie sa livreze energia cu maximum de viteza (dependenta de scopul instalatei) fara a utiliza forte termodinamice excesive; unitatea de stocare trebuie sa aiba pierderi mici (o caracteristica de autodescarcare scazuta); unitatea de stocare a energiei trebuie sa fie capabila sa suporte un numar ridicat de cicluri încarcare-descarcare, fara diminuarea substantiala a capacitatii sale; unitatea de stocare trebuie sa fie ieftina.
Problema stocarii energiei solare nu poate fi separata complet de aceea a utilizarii în sistem a unei surse de energie auxiliara. Analiza performantelor sistemelor de stocare, în corelatie cu analiza costurilor echipamentului solar de captare si echipamentului auxiliar (care furnizeaza energie conventionala), trebuie folosita pentru determinarea dimensiunilor optime ale captatorului si ale unitatii de stocare pentru fiecare aplicatie parti In ciuda pretului si a dependentei de factorii externi, panourile solare sunt o solutie pentru viitor. Acest lucru este dovedit si de cresterea de aprope 50% inregistrata in numarul de astfel de sisteme folosite pe glob, in fiecare an din 2002 incoace. Procentul utilizarii energiei solare este in continuare minuscul, estimand ca va ajunge la 0,40% in 2010. Insa pe viitor, odata cu dezvoltarea tehnologiei si micsorarea costurilor initiale, panourile fotovoltaice vor deveni cu siguranta din ce in ce mai utilizate.culara, in parte.
24
Bibliografie: -www.bpsolar.fr -www.panourisolare-online.ro -www.referat.ro -http://ro.wikipedia.org/wiki/Panou_solar -http://www.ecovolt.ro/ro/support/cell_solar_ro.html -http://www.naturenergy.ro/index.php?pag=7&id=832 -http://panourisolare.org/panouri-fotovoltaice-notiuni-generale
25
